Народився в родині працівника типографії. До того як почати письменницьку діяльність працював слюсарем та моряком, а також розтирав фарби у художній майстерні та вчився кравчити.
Першим на його вірші звернув увагу Самуїл Маршак, який привіз їх у Москву. Загалом Орлов написав понад п'ятдесят дитячих книжок. Його твори "Хто в домі живе", "Перша доріжка", "Ранковий поїзд", "Якщо ми разом", "Хрюня ображається", "Дива приходять на світанку" та інші неодноразово перевидавалися в СРСР.
Крім того, Орлов написав понад два десятки п'єс для лялькових театрів, найвідоміша — "Золоте курча". За мотивами п'єси у 1981 році вийшов мультфільм, а згодом, у 1993 році, художній фільм.
У 1988 році Орлова було нагороджено премією "Золоте теля".
Помер 25 листопада 1999 року в рідному Сімферополі.