Рэй Брэдбери родился 22 августа 1920 года в городе Уокиган, штат Иллинойс. Второе имя — Дуглас — он получил в честь знаменитого актёра того времени Дугласа Фэрбенкса.  В семье Брэдбери существовала легенда, что на знаменитом «Салемском процессе» 1692 года была сожжена прабабка писателя Мэри Брэдбери. Этот факт достоверно не подтверждён, но сам Рэй верил в него

Во время Великой депрессии в 1934 году семья Брэдбери переехала в Лос-Анджелес, приняв приглашение родственника семьи, позднее ставшего прототипом дядюшки Эйнара и носящего то же имя^. Там Рэй в 1938 году окончил среднюю школу. Три последующих года своей жизни юноша провёл, продавая газеты на улицах Лос-Анджеле. Из-за затруднённого материального положения семьи денег на высшее образование не было, и Брэдбери так и не смог поступить в колледж. В 27 лет вместо университета  окончил библиотеку. Брэдбери впервые попробовал себя в литературе в двенадцать лет, когда написал продолжение к «Великому воину Марса» Э. Берроуза. К двадцати годам Рэй твёрдо решил стать писателем . Примечательно, что первая его публикация — это стихотворение «Памяти Вилла Роджерса», которое было опубликовано в уокиганской газете в 1936 году. В других своих ранних работах Брэдбери имитировал стиль викторианской прозы Эдгара По, пока Генри Каттнер, которому он показывал свои тексты, не посоветовал ему пересмотреть приоритеты в творчестве.

В 1937 году Брэдбери вступил в лос-анджелесскую «Лигу научных фантастов», которая была одним из многих объединений молодых писателей, активно возникавших в возрождающейся после Великой Депрессии Америке.  Рассказы Брэдбери начали публиковаться в дешёвых журналах, печатавших множество фантастической прозы, часто недостаточно качественной. В то время Брэдбери много работал, постепенно оттачивая литературное мастерство и формируя индивидуальный стиль. В 1939—1940 гг. он издавал мимеографический журнал «Футуриа фантазия», в котором впервые стал размышлять о будущем и его опасностях. Всего за два года вышло четыре номера этого журнала. К 1942 году Брэдбери окончательно перестал продавать газеты и полностью перешел на литературный заработок, создавая до 52 рассказов в год. Тогда Брэдбери также активно следил за развитием науки и техники, посетил Всемирную выставку в Чикаго и Всемирную выставку в Нью-Йорке.

Брэдбери продолжал писать рассказы, лучшие из которых вскоре были опубликованы в первом сборнике, названном «Тёмный карнавал».

Всемирная слава пришла к Брэдбери после издания романа «451 градус по Фаренгейту» (англ. Fahrenheit 451) в 1953 году^. . В 1966 году режиссёр Франсуа Трюффо экранизировал роман, выпустив полнометражный фильм «451 градус по Фаренгейту».

Рэй Брэдбери был автором и ведущим цикла телепередач из 65 мини-фильмов по мотивам его рассказов.