1936 yılında Adana'da dünyaya gelen Büyükburç,Lise yıllarında kurduğu ilk müzik grubuyla, Florya plajında müzik yaptı. İstanbul Belediyesi Konservatuvarı'na giden Büyükburç, bir yandan da şan dersleri aldı. Müzik hayatına 1961'de 'Little Lucy' adlı bestesini plak yaparak başladı. Balkan Festivali'nde 'En İyi Şarkıcı ödülünü aldı.
Uzun yıllar Efsaneler Orkestrası ile çalıştı. Erol Büyükburç, ilk albümü olan Sevgi Çiçekleri"ni 1975 yılında çıkardı. Lise yıllarında müziğe giriş yapan sanatçı İstanbul Belediyesi konservatuvarına devam etmiştir. Kurduğu Erol Büyükburç Vokal Grubu ile sahne almıştır. 20 fotoroman, 6 taş plak, 5 long play, 75 tane 45'lik, 200'e yakın ödül, 1800 civarında bestesi bulunan sanatçı Büyükburç ayrıca 30'a yakın filmde de rol aldı.
1. Eşi : Evlenmediler Türkan Türker 1970 yılında kızı Ajlan Büyükburç ve 1977'de jeyan büyükburç dünyaya geldi.
2. Eşi : 1976'da Emel Büyükburç (D.1952) ile evlendi. İki yıl sonra (1978) Evren adını verdiği bir kızı oldu. Emel Büyükburç 22 Eylül 2001 de kanserden vefat etti. 3. Eşi : Erol Büyükburç'un 1,5 yıl evli kaldığı Gönül Demirkol Hanım'dan da Özlem adında bir kızı var. 4. Eşi : Erol Büyükburç, 1999 'da, Sevgililer Günü"nde tanışıp, Nisan 2004 de Alman asıllı Ute Eser ile evlendi. 2014 yılında Ute Eser ile boşandı.
Erol Büyükburç, Seher Elik adlı kadın ile yaşadığı ilişkiden doğan kızı Esra Elik'i reddetti.
1999'da kızı Ajlan Büyükburç'u trafik kazasında kaybetti. 2001 yılında da eşi Emel Büyükburç'u karaciğer yetmezliği sonucu kaybetti.
Sanatçı, İstanbul Etiler'deki evinde 2015 tarihinde ölü bulundu. Cenazesi Cemal Reşit Rey Konser Salonunda düzenlenen törenin ardından Zincirlikuyu Mezarlığında defnedildi.