Dopo aver intrapreso studi giuridici, si forma intellettualmente nel gruppo di giovani raccolto intorno a Giuseppe Tomasi di Lampedusa, il quale, a partire dal 1953, lo invita alle lezioni di letteratura inglese e francese che tiene nella sua abitazione. In quei giorni nasce la sua amicizia con Gioacchino Lanza Tomasi. Ed è proprio in casa Lampedusa che Orlando avrà il suo primo contatto con la psicanalisi grazie alla moglie di questi, Alessandra Wolff-Stomersee, analista di scuola freudiana, contatto che sarà decisivo per tutta la sua ricerca successiva. Gli anni trascorsi accanto alla figura di Lampedusa segneranno profondamente anche la sua esperienza biografica, tanto che nel 1963 Orlando affiderà alle stampe un suo Ricordo di Lampedusa, seguito, ancora nel 1996, dall'appendice Da distanze diverse.
È stato a lungo docente prima di lingua e letteratura francese presso la Scuola Normale Superiore di Pisa, presso la Facoltà di Lettere e Filosofia dell'Università Ca' Foscari di Venezia e infine presso l'Università di Pisa. Ha quindi ottenuto, presso quest'ultimo ateneo, il conferimento della prima cattedra italiana di teoria della letteratura, disciplina che ha insegnato sino al 2006 e della quale è tuttora tra i più rilevanti esponenti italiani. Alla professione di insegnante universitario e alla metodologia didattica Orlando attribuirà del resto una importanza cruciale per la sua attività di ricerca: gran parte dei suoi testi pubblicati nasce infatti nella fucina di appunti preparatori ai suoi corsi.
Nel 2010 è uscito per Einaudi il suo primo romanzo "La doppia seduzione", scritto in età giovanile e riscritto dal 2000 in poi. Il libro era discretamente famoso già prima della sua pubblicazione per il giudizio positivo che ne avrebbe dato Giuseppe Tomasi di Lampedusa.