Stanley Martin Lieber néven látta meg a napvilágot Manhattanben, s Bronxban nőtt fel. Kamaszkorában szabadidejét az olvasás töltötte ki, szívesen írogatott, és arról álmodozott, hogy egyszer megírja „a nagy amerikai regényt”. A család idősebb fiaként már középiskolás éveiben dolgozni kezdett, szendvicseket szállított ki, dolgozott eladóként, jegyszedőként, gyűjtött előfizetéseket, újságoknak írt gyászjelentéseket, cikkeket a Nemzeti Tuberkulózis Központnak.
Karrierjét nagybátyja, Robbie Solomon indította be, aki kijárta, hogy felvegyék asszisztensnek a Martin Goodman által vezetett kiadó Timely Comics néven indított képregényrészlegéhez. Itt kezdte pályafutását Jack Kirby és Joe Simon is. Kezdetben apró feladatokat kapott, a tintatartókat töltögette, ételeket rendelt és átolvasta a megírt szövegeket. Az ambiciózus ifjú hatékony korrektornak bizonyult, ezért idővel kisebb írói feladatokat is rábíztak, aztán előléptették segédszerkesztőnek, és idővel képregények-szövegeket is írhatott. Első munkája 1941-ben az Amerika kapitány harmadik száma volt. Ekkor használta először a Stan Lee művésznevet, amit aztán később hivatalosan is felvett. Amikor Simon és Kirby távozott a kiadótól, alig 19 évesen szerkesztővé léptették elő.
Az Egyesült Államok hadba lépése után, 1942-től a hadsereg propaganda részlegében szolgált, kézikönyveket, kiképzőfilmeket és szlogeneket készített. Leszerelése után visszatért kiadójához, amely 1950-től Atlas Comics néven működött tovább. Már-már belefásult a munkába és a felmondást fontolgatta, amikor Goodmantől új megbízást kapott.
Az 1950-es évek végén a rivális DC Comics a Superman- és Batman-képregények, a DC-hősöket egybegyűjtő Igazság Ligája (Justice League) megjelentetésével egyre népszerűbb lett. Lee feladata az lett, hogy hogy alkosson egy versenyképes új szuperhőscsapatot. A szuperhősök akkoriban mind tökéletes, legyőzhetetlen karakterek voltak, ő viszont egészen más megközelítést választott: olyan, természetfölötti képességekkel megáldott karaktereket alkotott, akiknek megvannak a maguk személyes problémái, gyarlóságai.
Emberi vonásokkal ruházta fel őket, amelyek révén könnyen lehetett velük azonosulni.
1961-ben Jack Kirbyvel közösen megalkották a Fantasztikus Négyest, amely azonnal átütő siker lett. A kiadó felvette a máig is használt Marvel Comics nevet, s a siker hullámait meglovagolva sorra jelentek meg az újabbnál újabb hősök: Hulk, Vasember, Thor, az X-Men, valamint az egyik legnagyobb dobás, Pókember. Az új szuperhősökből létrejött A Bosszúállók (The Avengers) csapata, amelynek részeként visszahoztak olyan klasszikus figurákat is, mint például Amerika kapitány.
Lee forradalmasította a képregény műfajt és az amerikai popkultúrát, a jelmezeket és az akciókat a fiatalok igényeihez igazította.
Stan Lee a Marvel arca lett, főszerkesztőből elnökké lépett elő, sorra járta a képregény- és közönségtalálkozókat, s bár kevesebbet írt, aktívan dolgozott újabbnál újabb karakterek létrehozásán. A Marvel a filmiparral is gyümölcsöző együttműködést alakított ki, az 1993-ban alapított Marvel Studios (akkor még Marvel Films) a cég karaktereit felvonultató filmek gyártásában érdekelt. Megjelent a mozikban a Penge (1998), az X-Men: A kívülállók (2000) és a Pókember (2002), melyek mind sikeres produkciók lettek. Maga Lee is többször feltűnt cameo (a színlapon nem jelzett) szerepekben, először az 1989-ben bemutatott Hulk a bíróságon című tévéfilmben. Nagyvásznon először a legelső X-Men-adaptációban bukkant fel. Rövid kis jelenetei hagyománnyá váltak, és attól függetlenül megjelent a karaktereit felvonultató filmekben, hogy melyik stúdió készítette azokat.
A Marvel Moziverzumot (Marvel Cinematic Universe, MCU) a 2008-ban megjelent Vasember indította el. Jóllehet a főszerepet egy drogproblémákról ismert színésznek adták, és korábban családi filmeken dolgozó rendezőt szerződtettek, Robert Downey Jr. és Jon Favreau olyan filmet alkotott, amely 582 millió dollár bevételt hozott és számtalan elismerő kritikát kapott.
Stan Lee élete végéig a Marvel közelében maradt, nyugalmazott elnökként évente egymillió dollárt fizettek neki tanácsaiért. Pályafutása során több mint száz ismert karaktert hozott létre. Dolgozott mangákon, írt a DC Comicsnak (Just Imagine-sorozat), megjelent több nem Marvel-kötődésű filmben és televíziós műsorban. Feleségét 2017-ben, hetven év házasság után veszítette el, ezután egészségi állapota romlani kezdett. Életének 95. évében, 2018. november 12-én hunyt el egy Los Angeles-i kórházban.
Munkásságát több díjjal is elismerték, többek között 2002-ben Szaturnusz Életmű-díjat, 2008-ban National Medal of Arts kitüntetést kapott. 2011-ben csillagot kapott a Hollywoodi hírességek sétányán, 2017-ben bekerült a Disney Legendák Csarnokába, 2019-ben Bronx egyik utcájának egy szakaszát róla nevezték el.
A nyitóképen Stan Lee 2006-ban. Fotó: AFP/Robyn Beck