Bjørnsen er mest kjent som faglitterær forfatter, filmkritiker og organisasjonsmann.
Bjørnsen vokste opp i Stavanger som sønn av foreldre uten boklig bakgrunn. Han avbrøt skolegangen tidlig og kastet seg som 15-åring inn i journalistikken. Han fikk jobb som journalist og fotograf i Rogalands Avis og tok eksamen ved Journalistakademiet 1956.
Etter aktive år som journalist i ukebladet Aktuell gav han seg i kast med å skrive bøker. Bjørn Bjørnsen er blant de få som har nådd toppen av bestselgerlistene; hans mest solgte bok, Johannas verden, ble trykt i over 100 000 eksemplarer. Hans to bøker fra den annen verdenskrig, Det utrolige døgnet og Narvik 1940, var hovedbøker i Bokklubben Nye Bøker og nådde et svært stort publikum, en sjelden foreteelse for faglitterære bøker. Bøkene brakte frem nytt stoff om avgjørende faser i krigsforløpet, særlig om vanlige folks opplevelser. Blant hans senere bøker om samtidshistorie skal nevnes hans bok om novemberrevolusjonen i DDR, Plutselig en dag.
Bjørnsen har også gitt ut viktige bøker om film – Hva sensuren tok, og en lærebok, Filmkunnskap. Som lærebokforfatter nådde han også store elevgrupper i videregående skole med boken Norges- og verdenshistorie etter 1850. Han er også kjent som en ivrig debattant i bokform. Bøker om kriminalpolitikk, Kriminalitet i Norge, om sosiale forhold, og Abort i Norge skapte debatt og politisk utvikling i viktige saker. I Våre nye folkeeventyr. Medieindustrien mot år 2000 fra 1993 fremstår han som en krass mediekritiker. Han søker konsekvent å se sakene nedenfra i solidaritet med grupper uten økonomisk makt og politisk innflytelse. Hovedvekten av hans forfatterskap er knyttet til tema fra vår nære historie, og han støtter seg i de fleste av sine bøker på primærkilder.
Gjennom sin forfattervirksomhet i 1970-årene erfarte han at den behandling han og hans bøker fikk av det offentlige og norske forlag var langt dårligere enn den som ble de skjønnlitterære forfattere til del. 1977 tok han derfor initiativ til å organisere faglitterære forfattere til kamp for bedre vilkår og for å sikre seg rettigheter på linje med skjønnlitterære forfattere. Norsk Faglitterær Forfatterforening (NFF) ble stiftet 1978. Foreningen skiftet 1990 navn til Norsk faglitterær forfatter- og oversetterforening (NFF), da også faglitterære oversettere ble innlemmet i foreningen. Bjørn Bjørnsens navn vil for all tid være knyttet til foreningens første år. Han var dens første formann 1978–80 og senere i periodene 1982–84 og 1986–88. I denne tiden var Bjørnsen forgrunnsfiguren i arbeidet med å få til den første normalkontrakten mellom Den norske Forleggerforening og NFF og sikre de første bibliotekvederlag for faglitterære forfattere. Han var også en av hovedmennene bak etableringen av interesseorganisasjonen Kopinor 1980, og var ansatt som organisasjonens første daglige leder til 1982. Oppbyggingen av Kopinor kom til å få avgjørende betydning for den videre utvikling av NFF. Bjørnsen var medlem av Kopinors styre 1983–86.
Bjørnsen var i årene 1968–75 fagredaktør av bransjebladet Film og Kino. Hans sterke engasjement for markedsføring av kvalitetsfilm og hans konsekvente holdninger mot sensur, bidrog til at han 1989 ble foretrukket som ny leder i Kommunale Kinematografers Landsforbund. I hans ledertid frem til 1994 ble det innført en ny kinolov som omfattet film og video, og en felles avgift benyttet til et fond for kvalitetsfremmende tiltak.
Politisk har Bjørn Bjørnsen tilhørt Arbeiderpartiet siden ungdomstiden. Som sivilarbeider tjenestegjorde han på Statsministerens kontor i Gerhardsens regjeringstid. Han var formann i Frogn Arbeiderparti 1992–98, og har deltatt i en rekke komiteer og utvalg i partiet. Han har sittet i Frogn kommunestyre i fire perioder i tidsrommet 1972–98. I løpet av denne tiden rakk han å ha verv i de fleste stående utvalg, men særlig la han ned stor innsats i skolestyret, hvor han var formann 1992–98. Hans kombinasjon av politisk, journalistisk og organisasjonsmessig erfaring gjorde at han ble redaktør i Akershus Amtstidende 1989. Stillingen hadde han i ett år. Arbeiderpressen har også nytt godt av hans arbeidskraft i form av styremedlemskap i nevnte avis og i Akershus Arbeiderpresse.
I annen halvdel av 1990-årene trakk Bjørnsen seg mer og mer ut av sine mange tillitsverv og viet seg til skriving av organisasjons- og bedriftshistorie, et emne han hadde tatt opp allerede i 1980-årene, med bl.a. Arbeiderbladets historie i to bind.