山形県村山市出身のアニメーション演出家である。日本大学芸術学部卒。
大学を卒業した1960年春、東映に入社。2年ほど京都撮影所に勤務した後、東映動画に移籍した。1965年、『宇宙パトロールホッパ』にてテレビアニメの演出家としてデビュー。その後、『魔法使いサリー（第1作）』『ゲゲゲの鬼太郎（第1作）』『タイガーマスク』『デビルマン』『ミクロイドS』など数多くのテレビアニメで演出を担当した。
演出家・設楽博の名を一躍有名にしたのは、1976年、初めてチーフディレクター（＝監督）の大役を任されたテレビアニメ『キャンディ・キャンディ』である。この作品の大ヒット以降、設楽は『花の子ルンルン』や『魔法少女ララベル』『ハロー!サンディベル』など、「東映動画少女アニメ路線」のチーフディレクター（後、シリーズディレクター）を歴任する事となる。
50歳を超えてからも、『スーパービックリマン』『GS美神』などで演出を担当し、演出家としての健在ぶりを見せていた（現在は、演出業から身を退いている）。