Будущий поэт родился в Москве в творческой еврейской семье. Родители Пастернака, отец — художник, академик Петербургской Академии художеств Леонид Осипович (Исаак Иосифович) Пастернак и мать — пианистка Розалия Исидоровна Пастернак (урождённая Кауфман, 1868—1939), переехали в Москву из Одессы в 1889 году, за год до его рождения. Борис появился на свет в доме на пересечении Оружейного переулка и Второй Тверской-Ямской улицы, где они поселились. Кроме старшего, Бориса, в семье Пастернаков родились Александр (1893—1982), Жозефина (1900—1993) и Лидия (1902—1989). В некоторых официальных документах ещё начала 1900-х годов Б. Л. Пастернак фигурировал как «Борис Исаакович (он же Леонидович)».
Семья Пастернак поддерживала дружбу с известными художниками (И. И. Левитаном, М. В. Нестеровым, В. Д. Поленовым, С. Ивановым, Н. Н. Ге), в доме бывали музыканты и писатели, в том числе и Л. Н. Толстой, устраивались небольшие музыкальные выступления, в которых принимали участие А. Н. Скрябин и С. В. Рахманинов. В 1900 году во время второго визита в Москву с семьёй Пастернаков познакомился Райнер Рильке. В 13 лет, под влиянием композитора А. Н. Скрябина, Пастернак увлёкся музыкой, которой занимался в течение шести лет (сохранились две прелюдии и соната для фортепиано).
В 1900 году Пастернак не был принят в 5-ю московскую гимназию (ныне московская школа № 91) из-за процентной нормы, но по предложению директора на следующий 1901 год поступил сразу во второй класс. С 1906 по 1908 год в пятой гимназии на два класса младше, чем Пастернак, в одном классе с братом Пастернака Шурой учился Владимир Маяковский. В 1908 году, одновременно с подготовкой к выпускным экзаменам в гимназии, под руководством Ю. Д. Энгеля и Р. М. Глиэра готовился к экзамену по курсу композиторского факультета Московской консерватории. Пастернак окончил гимназию с золотой медалью и всеми высшими баллами, кроме закона Божьего, от которого был освобождён из-за еврейского происхождения.
На пути осознания своего предначертания не простым оказался выбор между музыкой и философией, между философией и поэзией. Пример родителей, добившихся высоких профессиональных успехов неустанным трудом, отозвался в Пастернаке стремлением во всём «дойти до самой сути, в работе, в поисках пути…» В. Ф. Асмус отмечал, что «ничто не было так чуждо Пастернаку, как совершенство наполовину».
В 1908 году поступил на юридический факультет Московского университета (в 1909 году перевелся на философское отделение историко-филологического факультета). Летом 1912 года изучал философию в Марбургском университете в Германии у главы марбургской неокантианской школы проф. Германа Когена, который советовал Пастернаку продолжить карьеру философа в Германии. Тогда же сделал предложение Иде Высоцкой (дочери крупного чаеторговца Д. В. Высоцкого), но получил отказ, как описано в стихотворении «Марбург» и автобиографической повести «Охранная грамота». В 1912 году вместе с родителями и сёстрами посещает Венецию, что нашло отражение в его стихах того времени. Виделся в Германии с кузиной Ольгой Фрейденберг (дочерью литератора и изобретателя Моисея Филипповича Фрейденберга). С ней его связывала многолетняя дружба и переписка.
После поездки в Марбург Пастернак отказался и от того, чтобы в дальнейшем сосредоточиться на философских занятиях. В это же время он начинает входить в круги московских литераторов. Он участвовал во встречах кружка символистского издательства «Мусагет», затем в литературно-артистическом кружке Юлиана Анисимова и Веры Станевич, из которого выросла недолговечная постсимволистская группа «Лирика». С 1914 года Пастернак примыкал к содружеству футуристов «Центрифуга» (куда также входили другие бывшие участники «Лирики» — Николай Асеев и Сергей Бобров). В этом же году близко знакомится с другим футуристом — Владимиром Маяковским, чья личность и творчество оказали на него определённое влияние. Позже, в 1920-е годы, Пастернак поддерживал связи с группой Маяковского «ЛЕФ», но в целом после революции занимал независимую позицию, не входя ни в какие объединения.
Первые стихи Пастернака были опубликованы в 1913 году (коллективный сборник группы «Лирика»), первая книга — «Близнец в тучах» — в конце того же года (на обложке — 1914), воспринималась самим Пастернаком как незрелая. В 1928 году половина стихотворений «Близнеца в тучах» и три стихотворения из сборника группы «Лирика» были объединены Пастернаком в цикл «Начальная пора» и сильно переработаны (некоторые фактически переписаны полностью); остальные ранние опыты при жизни Пастернака не переиздавались. Тем не менее, именно после «Близнеца в тучах» Пастернак стал осознавать себя профессиональным литератором. В 1916 году вышел сборник «Поверх барьеров». Зиму и весну 1916 года Пастернак провёл на Урале, под городом Александровском Пермской губернии, в посёлке Всеволодо-Вильва, приняв приглашение поработать в конторе управляющего Всеволодо-Вильвенскими химическими заводами Бориса Збарского помощником по деловой переписке и торгово-финансовой отчётности. Широко распространено мнение, что прообразом города Юрятина из «Доктора Живаго» является город Пермь. В этом же году поэт побывал на Березниковском содовом заводе на Каме. В письме к С. П. Боброву от 24 июня 1916 г. (на следующий день после отъезда из дома во Всеволодо-Вильве) Борис «называет содовый завод „Любимов, Сольвэ и К“ и поселок европейского образца при нём „маленькой промышленной Бельгией“». Родители Пастернака и его сёстры в 1921 году покидают советскую Россию по личному ходатайству А. В. Луначарского и обосновываются в Берлине. Начинается активная переписка Пастернака с ними и русскими эмиграционными кругами вообще, в частности, с Мариной Цветаевой. В 1926 году началась переписка с Р.-М. Рильке.
В 1922 году Пастернак женится на художнице Евгении Лурье, с которой проводит в гостях у родителей в Берлине вторую половину года и всю зиму 1922—1923 годов. В том же 1922 году выходит программная книга поэта «Сестра моя — жизнь», большинство стихотворений которой были написаны ещё летом 1917 года. В следующем 1923 году, 23 сентября, в семье Пастернаков рождается сын Евгений (скончался в 2012 году). В 1920-е годы созданы также сборник «Темы и вариации» (1923), роман в стихах «Спекторский» (1925), цикл «Высокая болезнь», поэмы «Девятьсот пятый год» и «Лейтенант Шмидт». В 1928 году Пастернак обращается к прозе. К 1930-му году он заканчивает автобиографические заметки «Охранная грамота», где излагаются его принципиальные взгляды на искусство и творчество.
На конец 1920-х — начало 1930-х годов приходится короткий период официального советского признания творчества Пастернака. Он принимает активное участие в деятельности Союза писателей СССР и в 1934 году выступает с речью на его первом съезде, на котором Н. И. Бухарин призывал официально назвать Пастернака лучшим поэтом Советского Союза. Его большой однотомник с 1933 по 1936 год ежегодно переиздаётся. Познакомившись с Зинаидой Николаевной Нейгауз (в девичестве Еремеевой, 1897—1966), в то время женой пианиста Г. Г. Нейгауза, вместе с ней в 1931 году Пастернак предпринимает поездку в Грузию. Прервав первый брак, в 1932 году Пастернак женится на З. Н. Нейгауз. В том же году выходит его книга «Второе рождение» — попытка Пастернака влиться в дух того времени. В ночь на 1 января 1938 года у Пастернака и его второй жены рождается сын Леонид.
В январе 1936 года Пастернак публикует два стихотворения, обращенные со словами восхищения к И. В. Сталину. Однако уже к середине 1936 года отношение властей к нему меняется — его упрекают не только в «отрешённости от жизни», но и в «мировоззрении, не соответствующем эпохе», и безоговорочно требуют тематической и идейной перестройки. Это приводит к первой длительной полосе отчуждения Пастернака от официальной литературы. По мере ослабевающего интереса к советской власти, стихи Пастернака приобретают более личный и трагический оттенок. В 1936 году поселяется на даче в Переделкино, где с перерывами проживёт до конца жизни.
1942—1943 годы провёл в эвакуации в Чистополе. Помогал денежно многим людям, в том числе дочери Марины Цветаевой — Ариадне Эфрон. В 1943 году выходит книга стихотворений «На ранних поездах», включающая четыре цикла стихов предвоенного и военного времени. В 1946 году Пастернак познакомился с Ольгой Ивинской (1912—1995) и она стала «музой» поэта. Он посвятил ей многие стихотворения. До самой смерти Пастернака их связывали близкие отношения. В 1952 году у Пастернака произошёл первый инфаркт, описанный в стихотворении «В больнице», полном глубокого религиозного чувства. Пастернак умер от рака лёгкого 30 мая 1960 года в Переделкине.
