Recién graduado de la prestigiosa École Nationale des Chartes, en 1944, consiguió terminar su tesis doctoral mientras se ocultó en el campo del Servicio de Trabajo Obligatorio puesto a punto por los alemanes con la complicidad del régimen del Mariscal Pétain. Tres años más tarde fue becario de la Casa de Velázquez de Madrid, en la 38.ª promoción (1947-1948). Profesor de la Escuela de Estudios Superiores en Ciencias Sociales de París, ha sido el creador, desde 1970, de un Seminario de estudios hispánicos. En los años 1980 fue el director de la Casa de Velázquez.

Desde 1983 fue miembro correspondiente de la Real Academia de la Historia de Madrid.^[3]​

A lo largo de una dilatada carrera de investigador –de más de sesenta años de duración– su labor consistió básicamente en la producción de información primaria a partir de archivos, pero también es autor de obras de síntesis sobre las relaciones hispano-francesas en el siglo XVIII. Se le considera el gran experto del reinado de Fernando VI y uno de los más importantes hispanistas del siglo XX. La mayor parte de su obra consiste en artículos, capítulos de obras colectivas y la edición de correspondencia.
Sobrino bisnieto del beato Federico Ozanam, también ha participado en la edición de su correspondencia.^[2]​

• Los capitanes y comandantes generales de provincias en la España del Siglo XVIII: Estudio preliminar y repertorio biográfico, Córdoba, Universidad de Córdoba, 2008, 342 p. ISBN 9788478018871
• Les diplomates espagnols du XVIIIe siècle. Introduction et répertoire biographique (1700–1808), Madrid – Bordeaux, Casa de Velázquez – Maison des pays ibériques, 1998, 578 p.
• Les intendants espagnols du XVIIIe siècle, par Fabrice Abbad et Didier Ozanam, Madrid, Casa de Velázquez, 1992, 258 p. (Collection de la Casa de Velázquez, 36)
• Les sources de l’histoire de l’Amérique latine. Guide du chercheur dans les archives françaises. I–Les Affaires étrangères, par Didier Ozanam, Paris, Institut des Hautes Études de l’Amérique latine, 1963, 111 p., (Cahier de l’Institut des hautes études de l’Amérique latine…)

• Un español en la Corte de Luis XV: cartas confidenciales del embajador Jaime Masones de Lima, 1752-1754, Alicante: Universidad de Alicante, 2001 ISBN 84-7908-667-X
• Lettres de Frédéric Ozanam *** Supplément et tables. Edition critique, sous la direction de Didier Ozanam…, Paris, ed. Klincksieck, 1997, 248 p. ISBN 2-252-03138-7
• Lettres de Frédéric Ozanam ** L’engagement (1845–1849), édition critique sous la direction de Didier Ozanam, avec la collaboration de Bernard Barbiche, R. P. Etienne Diebold, Christine Franconnet, Marie Laporte, Paris, CELSE, 1978, 640 p. 2-85009-044-1
• La diplomacia de Fernando VI. Correspondencia reservada entre D. José de Carvajal y el duque de Huéscar, 1746–1749. Estudio preliminar, edición y notas por Didier Ozanam, Madrid, C.S.I.C. (Escuela de Historia moderna), 1975, XXX+496 p. (Historia de España en el mundo moderno, Documentos 1)
• Correspondance secrète du comte de Broglie avec Louis XV (1756–1774) publiée pour la Société de l’Histoire de France (Série antérieure à 1789) par Didier Ozanam et Michel Antoine, t. II (1767–1774), Paris, C. Klincksieck, 1961, XII, 536 p.
• Lettres de Frédéric Ozanam * Lettres de jeunesse (1819–1840)–Publiées par Léonce Célier, Jean Baptiste Duroselle, Didier Ozanam, Paris, Bloud et Gay, s. d. [1960], 461 p.
• Recueil des instructions données aux ambassadeurs et ministres de France depuis les traités de Westphalie jusqu’à la Révolution française, XXVII, Espagne, tome quatrième, volume complémentaire avec introduction et des notes par Didier Ozanam, ed. du C.N.R.S., 1960, X+123 p.
• Correspondance secrète du comte de Broglie avec Louis XV (1756–1774)’’ publiée pour la Société de l’Histoire de France (Série antérieure à 1789) par Didier Ozanam et Michel Antoine, t. I. (1756–1766), Paris, C. Klincksieck, 1956, CXIV, 392 p.
• Misión en París: Correspondencia particular entre el Marqués de La Ensenada y el Duque de Huéscar (1746-1749), par Didier Ozanam et Diego Téllez Alarcia, Logroño: Instituto de Estudios Riojanos, 2011, 622 p.