Stanislaw Lem nacque da una famiglia ebrea a Leopoli (ai tempi città polacca ora in Ucraina). Dopo l'occupazione sovietica della Polonia orientale del 1939, non gli fu permesso di studiare al Politecnico di Leopoli come desiderava a causa della sua origine borghese.
Durante la successiva occupazione nazista la famiglia ebrea di Lem evitò il collocamento nel ghetto sopravvivendo con documenti falsi.
Nel 1945 Leopoli fu annessa all'Ucraina e la famiglia, insieme a molti altri cittadini polacchi, fu trasferita a Cracovia, dove Lem iniziò gli studi di medicina.
Lem esordì nel mondo letterario nel 1946 con una serie di racconti e il suo primo romanzo, L'uomo di Marte.
Tra il 1948 e il 1950 Lem lavorò come assistente di ricerca all’università pur continuando a scrivere. Nel 1951 pubblicò Gli astronauti (1951). Il 1955 vide la pubblicazione di un altro romanzo di fantascienza, La nube di Magellano. Il romanzo in parte autobiografico, Ospedale della Trasfigurazione, scritto già nel 1948 venne pubblicato nel 1955.
Lem divenne veramente produttivo dopo il 1956, quando il periodo di destalinizzazione in Unione Sovietica portò anche in Polonia una maggiore della libertà di parola. Tra il 1956 e il 1968
Lem scrisse ben diciassette libri, fra romanzi e saggi scientifici.
Nel 1957 pubblicò il suo primo libro di saggistica filosofica,
Dialoghi, nonché un'antologia di racconti di fantascienza. Il 1959 vide la pubblicazione di tre libri:
Pianeta Eden,
L'indagine del tenente Gregory e l'antologia di racconti
Un’invasione da Aldebaran.
Il 1961 ha visto i romanzi:
Memorie trovate nella vasca da bagno,
Solaris e
Ritorno dall’universo. Nel 1964,
Lem pubblicò un'ampia opera al confine tra filosofia e sociologia della scienza,
Summa technologiae, nonché il romanzo,
L'invincibile. Dell’anno successivo è
Cyberiade, raccolta di racconti sui costruttori Trurl e Klapaucius, le loro invenzioni e le loro avventure nello spazio.
Negli anni seguenti Lem concentrò la sua attenzione verso la produzione di saggi filosofici e scientifici pubblicati su riviste e poi successivamente raccolti in volume (Vuoto assoluto, Grandezza immaginaria, Biblioteca del XXI secolo, Micromondi).