1904년 도쿄 출생. 일본의 근대 문학을 대표하는 작가 고다 로한과 그의 아내 기미코 사이에서 둘째 아이로 태어났다. 그러나 다섯 살 때 어머니를 여의고, 2년 후엔 언니를, 그리고 스물두 살이 되던 해엔 남동생마저 떠나보내는 슬픔을 겪었다.
1928년 청주 도매업을 하는 이쿠노스케와 결혼해 이듬해 딸(작가 아오키 다마)을 낳았으나, 10년 만에 이혼하고 딸과 함께 아버지의 집으로 돌아와 1947년 고다 로한이 세상을 떠날 때까지 함께 지냈다.
아버지 고다 로한의 삶과 문학을 기리며 그와의 일상을 기록한 <잡기> <종언> <장송의 기> 등을 발표하면서 문필가로서의 길을 걷기 시작했다. 1954년에 발표한 단편집 <검은 옷자락>으로 요미우리 문학상을 수상하며 널리 이름을 알렸다. 1956년 소설 <흐르다>로 신초샤 문학상과 일본예술원상을 받았고, 1973년 <싸움>으로 제12회 여류문학상을 수상했다. 이후 여러 작품을 집필하였으며 특유의 관찰과 섬세한 감성으로 평단과 대중으로부터 호평을 받았다. 국내에는 <나무>로 잘 알려져 있다. 1990년 가을, 향년 86세로 생을 마감했다.
<계절의 수첩>은 고다 아야가 타계한 후, 그녀의 딸인 작가 아오키 다마가 흩어져 있던 작품들을 한 편 한 편 찾아 모아 출간되었다. “삶의 감각과 태도를 전하는 책”으로 알려지며, 독자들에게 사랑을 받았다. 고다 아야의 작품은 지금도 고단샤, 신초샤, 헤이본샤 등 일본 문학을 대표하는 출판사에서 새로운 장정으로 거듭 출판되고 있다.