Будущий поэт родился в Москве в творческой еврейской семье. Отец – художник, академик Петербургской Академии художеств Леонид Осипович (Исаак Иосифович) Пастернак, мать – пианистка Розалия Исидоровна Пастернак (урождённая Кауфман).
Семья переехала в Москву из Одессы в 1889 году, за год до рождения Бориса.
Семья Пастернак поддерживала дружбу с известными художниками (Левитаном, Нестеровым, Поленовым, Ивановым, Ге), в доме бывали музыканты и писатели, в том числе Лев Толстой. В 13 лет под влиянием композитора Скрябина Борис Пастернак увлекся музыкой, которой занимался в течение шести лет. Он сочинил две прелюдии и сонату для фортепьяно.
В 1901 году Борис поступил в гимназию сразу во второй класс, окончил гимназию с золотой медалью и всеми высшими баллами, кроме закона Божьего, от которого был освобождён. После ряда колебаний отказался 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 изучал философию в Марбургском университете в Германии.
В 1912 году он начинает входить в круги московских литераторов.
В 1914 году Пастернак примыкал к содружеству футуристов «Центрифуга». В этом же году близко знакомится с другим футуристом – Владимиром Маяковским, чья личность и творчество оказали на него определённое влияние. Первые стихи Пастернака были опубликованы в 1913 году. Первая книга – «Близнец в тучах» – в конце 1913 года воспринималась самим Пастернаком как незрелая. Но 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.
Родители Пастернака и его сёстры в 1921 году покидают советскую Россию по личному ходатайству наркома 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, одним из самых влиятельных поэтов-модернистов XX века.
Пастернак проводит с женой, художницей Евгенией Лурье, 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 1920-е годы созданы сборник «Темы и вариации» (1923 год), роман в стихах «Спекторский» (1925 год), 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 Бухарин призывал официально назвать Пастернака лучшим поэтом Советского Союза. Его большой однотомник с 1933 по 1936 год ежегодно переиздаётся.
В 1935 году Пастернак участвует в работе проходящего в Париже Международного конгресса писателей в защиту мира, где с ним случается нервный срыв (последняя его поездка за границу). В 1935 году Пастернак заступился за мужа и сына Анны Ахматовой, освобожденных из тюрем после писем Сталину Пастернака и Ахматовой. В декабре 1935 года Пастернак шлет в подарок Сталину книгу переводов «Грузинские лирики» и в сопроводительном письме благодарит за «чудное молниеносное освобождение родных Ахматовой». В январе 1936 года Пастернак публикует два стихотворения, обращенные со словами восхищения к 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 Пастернак поселяется на даче в Переделкино, где с перерывами проживёт до конца жизни.
В 1937 году проявляет огромное гражданское мужество – отказывается подписать письмо с одобрением расстрела Тухачевского и других, демонстративно посещает дом репрессированного Пильняка.
Прервав первый брак, в 1932 году Пастернак женится на З. Н. Нейгауз, жене пианиста Г. Г. Нейгауза.