Родился 29 января (10 февраля) 1890 года в Москве в семье художника Л О. Пастернака и пианистки Р. И. Кауфман. В доме часто собирались музыканты, художники, писатели, среди гостей бывали Л. Н. Толстой, Н. Н. Ге, А. Н. Скрябин, В. А. Серов. Атмосфера родительского дома определила глубокую укорененность творчества Пастернака в культурной традиции и одновременно приучила к восприятию искусства как повседневного кропотливого труда.
В детстве Пастернак обучался живописи, затем в 1903—08 гг. всерьез готовился к композиторской карьере, в 1909—13 гг. учился на философском отделении историко-филологического факультета Московского университета, в 1912 году провел один семестр в Марбургском университете в Германии, где слушал лекции философа Г. Когена. После окончания университета занимался практически лишь литературной деятельностью, однако профессиональная музыкальная и философская подготовка во многом предопределила особенности пастернаковского художественного мира.
Первые шаги Пастернака в литературе были отмечены ориентацией на поэтов-символистов А. Белого, А. А. Блока, Вяч. И. Иванова и И. Ф. Анненского. Он участвовал в московских символистских литературных и философских кружках, в 1914 году вошел в футуристическую группу «Центрифуга». С начала 1920-х гг. Пастернак стал одной из самых заметных фигур в советской поэзии, его влияние ощутимо в творчестве очень многих младших поэтов-современников П. Г. Антокольского, Н. А. Заболоцкого, Н. С. Тихонова, А. А. Тарковского и К. М. Симонова.
С середины 1930-х гг. и до самого конца жизни одним из главных литературных занятий Пастернака стала переводческая деятельность. Он переводил современную и классическую грузинскую поэзию, трагедии и сонеты Шекспира, «Фауста» Гете и многие другие произведения.
Итогом своего творчества сам Пастернак считал роман «Доктор Живаго», над которым он работал с 1946 по 1955 год. В издании романа на родине Пастернаку было отказано. Он передал его для публикации итальянскому издателю, и в 1957 году появилась публикация «Доктора Живаго» на итальянском языке, вскоре последовали русское, английское, французское, немецкое и шведское издания (в СССР был опубликован только в 1988 году).
В 1958 «за выдающиеся заслуги в современной лирической поэзии и на традиционном поприще великой русской прозы» Пастернаку присудили Нобелевскую премию по литературе, что было воспринято в СССР как чисто политическая акция. На страницах печати развернулась кампания травли поэта, Пастернак был исключен из Союза писателей, ему грозили высылкой из страны, было даже заведено уголовное дело по обвинению в измене Родине. Все это вынудило Пастернака отказаться от Нобелевской премии (диплом и медаль были вручены его сыну в 1989 году).
Скончался Борис Пастернак 30 мая 1960 года.