Osvaldas Balakauskas mokėsi Vilniaus pedagoginio instituto Muzikos fakultete (1957–1961 m.), Kijevo konservatorijoje, Boriso Liatošinskio klasėje studijavo kompoziciją (1964–1969 m.).
Osvaldas Balakauskas yra vienas iš nedaugelio šiuolaikinių Lietuvos kompozitorių, ambicingai plėtojančių originalią muzikos komponavimo sistemą. Kūrybinio kelio pradžioje studijuodamas Kijeve, Osvaldas Balakauskas bendravo su avangardistines idėjas puoselėjančiais Ukrainos kompozitoriais, susižavėjo K. Štokhauseno, P. Bulezo, J. Ksenakio ir ypač A. Veberno bei O. Mesiano kūryba.
Osvaldo Balakausko kompozicinei technikai būdingos 2 kryptys. Iš vienos pusės technika plėtojama per specifinį serializmą, kai serija reguliuoja transpoziciją. Transpozicijos objektais gali tapti garsų grupė, akordas, akordų grupė, tam tikros dermės ar net jau sukomponuotos (stilistiškai atpažįstamos) muzikos fragmentas. Iš kitos pusės – per naująją diatoniką, eksploatuojant 8, 9, 10 ir 11 garsų diatonines sistemas ir jų vidinę struktūrą. Ši sistema išplėtota teorinėje Osvaldo Balakausko studijoje „Dodekatonika" (I dalis buvo išleista Krokuvos muzikos akademijoje).
Naująja harmonija (dažniausiai besiremianti oktatotiniais ir eneatoniniais modeliais) kuriamas ypatingas, intriguojantis garsinis „klimatas“, atpažįstamas kaip „Balakausko tonalumas". Griežtai organizuota garso aukščio sfera yra derinama su ritmo sistemomis, kildinamomis iš Blacherio teorijų.