На гимназические годы приходится и первый литературный опыт будущего писателя, о котором он так вспоминал: «Когда мне было двенадцать лет и я учился в первом классе гимназии, в подарок от отца получил первую пишущую машинку марки «Ундервуд» и на ней напечатал первые литературные произведения. На каникулах я с матерью был в Чарнохоже, в наиболее вытянувшейся на юг части Карпат. Там спиливали деревья, которые спускали в долину по узкоколейке без локомотива, для чего усаживались на штабель бревен, был там и тормозящий, ездили по очень крутым дорогам – все это произвело на меня огромное впечатление. И я решил тогда все это описать на моей машинке и в какой-то момент открыл для себя, что, описывая, вовсе не обязан полностью придерживаться того, что было в действительности, а могу выдумывать события, которые не происходили: что вагон бежал совсем в другую сторону и вообще что это был не вагон. Я почувствовал себя окрыленным и восхищенным тем, что этими словами, выстукиваемыми на машинке, я могу создавать не существующую, выдуманную мной самим действительность. Начал писать, причем не знаю почему, но мне это показалось необычайно увлекательным, и когда отец зашел в комнату, он застал меня смеющимся над машинкой. Я был восхищен не столько собой, сколько этим моим произведением».
Впоследствии, в 1966 году, свои детские годы Станислав Лем описал в автобиографическом романе «Высокий замок». В 1939 году Станислав Лем окончил гимназию и получил аттестат зрелости. Имея склонность к науке и технике, а также получив удостоверение на право вождения автомобилем, что в то время было редкостью, он успешно сдал вступительные экзамены в Львовский политехнический институт и готов был приступить к учебе. В это же время начал писать стихи.
Но 1 сентября 1939 года началась Вторая мировая война, и в соответствии с пактом Молотова – Риббентропа Львов оказался на территории СССР. Лем вспоминал: «Где-то около 20 сентября, находясь на улице Сикстуской во Львове, я видел падение Польши. Артиллерийский полк, который располагался в Цитадели, венчающей Сикстускую улицу, двигался вниз и занимал всю длину этой огромной артерии. Это наблюдало множество людей; уже, наверное, было известно, что Советы вошли в город… В какой-то момент я увидел, как из боковых улиц на лошадях выехали советские солдаты; у всех были монгольские лица и раскосые глаза, каждый из них держал в правой руке «наган», а в левой – гранату. Они приказали нашим солдатам слезть с лошадей и артиллерийских повозок, снять портупеи, бросить оружие и просто разойтись. Эта огромная цепь орудий, повозок, лошадей, которая была брошена, произвела на нас такое невообразимое впечатление, что все стояли и плакали. Слезы у нас текли по лицам, это было ужасно. Тогда я не думал, что все это очень символично, вообще ничего не думал, только стоял и плакал…»
Началась новая жизнь. Из-за буржуазного происхождения Станиславу Лему было отказано в праве обучаться в политехническом институте, но благодаря связям отца он начал (правда, без энтузиазма) учиться на медицинском факультете Львовского университета, а альтернативой была служба в Красной армии. Будучи студентом, он отказался от вступления в комсомол, когда ему как отличнику это предложили, прибегнув к уловке: уверяя комиссию, что вступление в комсомол является его давнишней мечтой, он утверждал, что к вступлению еще не готов духовно и ему нужно еще подучиться, прочитать труды классиков марксизма-ленинизма. Комиссия переубедить его не смогла.