Stanisław Lem kam als Sohn einer polnisch-jüdischen Arztfamilie auf die Welt, sein Vater war Laryngologe. Er hatte eine behütete Kindheit und studierte von 1940 bis 1941, nach der Besetzung Lembergs durch sowjetische Truppen, Medizin an der Universität Lemberg.

Durch den Zweiten Weltkrieg wurden seine Studien unterbrochen. Lem, der mit gefälschten Papieren seine jüdische Herkunft verschleiern konnte, arbeitete während des Krieges als Hilfsmechaniker und Schweißer für eine deutsche Firma, die Altmaterial aufarbeitete. Lem war ein Mitglied des Widerstandes gegen die deutsche Besatzungsmacht. Als gegen Ende des Krieges Polen zum zweiten Mal von der Roten Armee erobert und durch die Sowjetunion kontrolliert wurde, setzte er sein Studium in Lemberg fort, musste aber, nachdem seine Heimatstadt an die Sowjetunion fiel, 1946 nach Krakau ziehen.

An der Jagiellonen-Universität in Krakau nahm er sein Medizinstudium zum dritten Mal wieder auf. Hier arbeitete er zwischen 1948 und 1950 am Konwersatorium Naukoznawcze als Forschungsassistent bei Dr. Mieczysław Choynowski an Problemen der angewandten Psychologie. In diese Zeit fielen auch seine ersten literarischen Versuche, und er begann in seiner Freizeit Geschichten zu schreiben. 1948 entstand sein erster Roman Szpital Przemienienia (dt. Die Irrungen des Dr. Stefan T.).

Lem erhielt das Zertifikat dafür, das Studium vollständig abgeschlossen zu haben. Allerdings weigerte er sich in seinem letzten Examen, Antworten im Sinne des Lyssenkoismus zu geben, weil er diesen ablehnte und durch seine Verweigerung auch einem Dasein als Militärarzt entgehen konnte, denn die Prüfer ließen ihn dafür durchfallen.

Da er deswegen nicht als Arzt praktizieren konnte, arbeitete Lem in der Forschung und verlegte sich immer mehr auf das Schreiben. 1951 wurde sein erster Roman Astronauci (dt. Der Planet des Todes, auch als Die Astronauten bekannt) veröffentlicht. Sein erstgeschriebener Roman Der Mensch vom Mars von 1946 erschien in Buchform erst 1989. 1953 heiratete er Dr. Barbara LeÅ›niak, eine Radiologin. 1982, nachdem in Polen das Kriegsrecht verhängt worden war, verließ StanisÅ‚aw Lem sein Heimatland vorübergehend und arbeitete in West-Berlin am Wissenschaftskolleg. Ein Jahr später ging er nach Wien. Dort schrieb er Der Flop und Fiasko und kehrte erst 1988 nach Polen zurück.

Stanisław Lem war Mitglied des polnischen Schriftstellerverbandes, des Pen-Clubs und, seit 1972, des Komitees Polen 2000, das unter der Federführung der polnischen Akademie der Wissenschaften steht. Seit 1994 war er Mitglied der PAU (Polska Akademia Umiejętności).

Durch seine utopischen Werke erwarb Lem den Ruf, einer der größten Schriftsteller in der Geschichte der SF-Literatur zu sein. Seine Kurzgeschichten, Romane und Essays zeichnen sich insbesondere durch überbordenden Ideenreichtum und fantasievolle sprachliche Neuschöpfungen aus, wobei auch die Kritik an der Machbarkeit und dem Verstehen der technischen Entwicklung im Kontext philosophischer Diskurse immer wieder ein zentraler Bestandteil seiner Werke ist.

Sein Roman Solaris (1961) wurde 1971 von Andrei Tarkowski (Solaris (1972)) und erneut 2002 von Steven Soderbergh (Solaris (2002)) verfilmt. Lem selbst hielt von beiden Filmen nichts[1]. Verfilmt wurden weiterhin 1960 der Roman Planet des Todes als Der schweigende Stern (DEFA, Regie: Kurt Maetzig) und 1978 die Erzählung Die Verhandlung als Testflug zum Saturn (polnisch-sowjetische Gemeinschaftsproduktion, Regie: Marek Piestrak). 2007 wurden für das ZDF sechs Episoden (jeweils 15 min) der Reihe Ijon Tichy: Raumpilot - Die Sterntagebücher[2] basierend auf Lems Geschichtensammlung Sterntagebücher um den Piloten Ijon Tichy produziert.

Stanisław Lems Bücher wurden bisher in 57 Sprachen übersetzt und erreichten eine Auflage von mehr als 45 Millionen[3]. Lem starb nach längerer Krankheit am 27. März 2006 in einer Klinik in Krakau im Alter von 84 Jahren an Herzversagen.