Premiato come Rookie dell'anno della National League nel 1958, Cepeda fu votato MVP della NL nel 1967, anno in cui, in forza ai St. Louis Cardinals, vinse le World Series. Complessivamente le disputò tre volte. Batté con una media del .300 o miglior per dieci volte nelle 14 stagioni in cui disputò almeno cento partite, la maggior parte delle quali disputate nella cosiddetta "Second Deadball Era."
Cepeda nacque in una famiglia povera. Suo padre, Pedro "Perucho" Cepeda, era stato anch'egli un giocatori di baseball a Porto Rico, influenzando Orlando in tenera età con la passione per questo sport.[2] Il suo primo contatto con il baseball professionistico fu come battitore per i Santurce Crabbers di Puerto Rico. Pedro Zorilla, proprietario della squadra, persuase la sua famiglia a permettergli di recarsi a New York per sostenere un provino con i Giants. Giocò per diverse squadre nelle Minor League Baseball prima di attrarre l'interesse dei Giants, che si erano appena trasferiti a San Francisco.
Durante i suoi sedici anni di carriera, giocò con San Francisco Giants (1958–66), St. Louis Cardinals (1966–68), Atlanta Braves (1969–72), Oakland Athletics (1972), Boston Red Sox (1973) e Kansas City Royals (1974), divenendo il primo giocatore portoricano a partire come titolare in un All-Star Game. Nel 1978, Cepeda fu condannato a cinque anni di prigione per possesso di droga. Scontò sette mesi in carcere, dopo di che passò il resto della pena in libertà vigilata.
^ Myron Cope, The Babe Cobb Of Puerto Rico, in Sports Illustrated, vol. 24, n. 20, 16 maggio 1966. URL consultato il 18 ottobre 2015 (archiviato dall'url originale il 5 novembre 2013).