Будущий поэт родился в Москве в интеллигентной еврейской семье. Родители Пастернака, отец — художник, академик Петербургской Академии художеств Леонид Осипович (Исаак Иосифович) Пастернак и мать — пианистка Розалия Исидоровна Пастернак (урождённая Райца Срулевна Кауфман, 1868—1939), переехали в Москву из Одессы в 1889 году, за год до его рождения . Кроме старшего, Бориса, в семье Пастернаков родились Александр (1893—1982), Жозефина (1900—1993) и Лидия (1902—1989).
Семья Пастернаков поддерживала дружбу с творчеством художников (И. И. Левитаном, М. В. Нестеровым, В. Д. Поленовым, С. Ивановым, Н. Н. Ге), в доме бывали томами музыканты и писатели, в числе Лев Толстой. В 1900 году Райнер Рильке познакомился с семьей Пастернаков во время второго визита в Москву. В 13 лет, под рукой композитора А. Н. Скрябина, Пастернак увлекся музыкой, которая началась в течение шести лет (сохранились две написанные им сонаты для фортепиано).
В 1903 году при падении с переломом ноги и из-за неправильного образования (лёгкая хромота, которую Пастернак скрыл, остался на всю жизнь) был освобождён от воинской повинности. В дальнейшем поэт уделял особое внимание этому эпизоду, как пробудившемуся его творческой силе (он произошёл 6 (19) августа, в день Преображения — ср. позднейшее стихотворение «Август»). В 1905 году попал под казачьи нагайки — эпизод, вошедший в книги Пастернака.
В 1900 году Пастернак не был сразу принят в пятую гимназию (ныне московская школа № 91) из-за процентной нормы, но по предложению директора на следующий 1901 год поступил во второй класс. С 1906 по 1908 год в пятой гимназии на два класса младшего, чем Пастернак, в одном классе с братом Пастернака Шурой учился Владимир Маяковский. Пастернак закончил гимназию с золотой медалью и всеми высшими баллами, кроме естественного, от которого был освобождён. После космической катастрофы от карьеры профессионального музыканта и композитора. В 1908 году поступил на юридическое отделение историко-филологического факультета Московского университета (впоследствии перевелся на философское). Летом 1912 года прибыла философия в Марбургском университете в Германии у главы марбургской неокантианской школы проф. Германа Когена. Тогда же сделал предложение Иде Высоцкой, но получил отказ, как причина в стихотворении «Марбург». В 1912 году вместе с родителями и сестрами посещает Венецию, что нашло отражение в его стихах того времени. Виделся в Германии с кузиной Ольгой Фрейденберг. С ней связывалась многолетняя дружба и переписка.
После поездки в Марбург Пастернак исчез и от того, чтобы в дальнейшем сосредоточиться на философских занятиях. В это же время он начинает входить в круги московских литераторов. Он участвовал во встрече кружка символистского издательства «Мусагет», затем в литературно-художественном кружке Юлианы Анисимовой 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 значительное влияние. Позднее, в 1920-е годы, Пастернак ощущал связь 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 — «Близнецы в тучах» — в конце того же года (на обложке 1914), воспринималась самим Пастернаком как незрелая. В 1928 году половина были стихотворений «Близнеца в тучах» и три стихотворения из сборника группы «Лирика» Пастернаком в цикле «Начальная пора» и сильно переработаны (некоторые действительно переписаны полностью); остальные ранние опыты жизни при Пастернаке не переиздавались. Тем не менее, именно после «Близнеца в тучах» Пастернак стал осознавать себя профессиональным литератором.
В 1916 году вышел сборник «Поверх барьеров». Опасаясь возможного призыва в армию, зимой 1916 года Пастернак провел на Урале, под городом Александровском Пермской губернии, приняв приглашение поработать в конторе управляющего Всеволодо-Вильвенскими химическими заводами Б. И. Збарского помощником по деловой переписке и торгово-финансовой отчётности. Распространено мнение, что широко прообразом города Юрятина из «Доктора Живаго» является город Пермь, оставленный в поселке Всеволодово-Вильве.
Родители Пастернака и его сёстры в 1921 году освобождают советскую Россию по личному возбуждению А. В. Луначарского и обосновываются в Берлине. Начинается активная переписка Пастернака с ними и русскими эмиграционными кругами вообще, в частности, с Мариной Цветаевой, а через нее — с Р.-М. Рильке. В 1922 году Пастернак женится на художнице Евгении Лурье, с чем следует в гостях у родителей в Берлине вторую половину года и всю зиму 1922-23 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 в семье Пастернаков рождается сын Евгений.
В 20-е годы 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 призывает к прозе. К 1930-му году он заканчивает автобиографические заметки «Охранная грамота», где излагаются его принципиальные взгляды на искусство и творчество.
На конец 20-х — начало 30-х годов приходится короткий период открытого советского признания творчества Пастернака. Он принимает активное участие в деятельности Союза писателей СССР и в 1934 году общался с речью на его первом съезде, на кого Н. И. Бухарин призывает официально называться Пастернака самым 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 предпринимательства в Грузии, где знакомится с поэтами Т. Табидзе, П. Яшвили. 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 1938 году во втором браке у Пастернака рождается сын Леонид.
В 1935 году Пастернак участвовал в работе проходящего в Парижском конгрессе писателей в защиту мира, где с ним случается нервный срыв. В январе 1936 года Пастернак увлекается двумя стихотворениями, вызывающими озабоченность к И. В. Сталину, однако, уже к середине 1936 года отношение власти к жизни резко меняется — его упрекают не только в «отрешенности от», но и в «мировоззрении, не наблюдаемой эпохи», и безоговорочно требуют тематической и идейной перестройки. Это представление к первой длительной полосе отчуждения Пастернака от официальной литературы. По мере ослабевания к советской власти стихии Пастернака приобретают более личный и аллергический оттенок. К концу 30-х годов он привлекает к прозе и вокалу, которые в 40-х годах стали результатом его заработка. В тот период Пастернаком обвинения стали классическими переводами многих трагедий Шекспира, «Фауста» Гёте, «Марии Стюарт» Ф. Шиллера.
В 1935 году Пастернак заступился за мужа и сына Ахматовой, которые были освобождены из тюрьмы после писем Сталину Пастернака и Ахматовой. В 1937 году представлено огромное гражданское мужество — отказывается подписать письмо с одобрением расстрела Тухачевского и других, демонстративно посещает дом репрессированного Пильняка. 1942—1943 гг. провёл в эвакуации в Чистополе. Помогал многим людям, в том числе дочери Марины Цветаевой.
В 1952 году у Пастернака произошёл первый рассказ, описанный в стихотворении «В больнице», полностью глубоко проникнутого чувствами.