Wells az angliai Bromley-ban született 1866-ban egy boltos és egy korábbi szolgálólány negyedik, utolsó gyermekeként. A család mindig anyagi nehézségekkel küszködött, az alsó középosztályba tartoztak. Próbálkoztak egy porcelánbolt üzemeltetésével is, de nem éltek meg belőle, ígymás munkákat is el kellett vállalniuk. A családfő krikettezett is, valamint ütőket és labdákat adott el a meccseken, ahol játszott.
Wells hétéves korában eltörte a lábát, és ez a pár hetes időszak, amit ágyban kellett töltenie, a későbbieken fontosnak bizonyult, hiszen ekkor kapott rá az olvasásra, és megszületett benne az írás utáni vágy.
Kereskedelmi iskolába járt, de újabb anyagi nehézségeik miatt a szülőknek nem volt más választása, minthogy inasnak adják a fiút. Először egy szövetkereskedésben dolgozott, de sem itt, sem később egy kémikus segédjeként nem érezte jól magát.
1883-ban egy általános iskolában lett segédtanár, majd ösztöndíjat nyert Londonba egy tudományos felsőoktatási intézménybe. Itt már tökéletesen beilleszkedett: vitakörbe járt és tudományos iskolaújságot alapított. Geológiából azonban megbuktatták, így végül elveszítette az ösztöndíját.
Pár év múlva megnősült, édesapja unokatestvérének a lányát vette el, de őt három év múlva el is hagyta egyik diákjáért, akit szintén elvett, és két gyereke született tőle. A második házassága alatt számos viszonya volt, és két törvénytelen gyereke is született, felesége ennek ellenére nem vált el tőle.
Első könyvsikere az 1901-es Anticipations volt, amelyben a jövővel foglalkozott, és elképzelte, hogy milyen lesz a világ 2000-ben. Ezután sorra írta az olyan regényeket, mint Az időgép, a Dr. Moreau szigete, A láthatatlan ember, a Világok harca, vagy az Emberek a Holdban, amelyek új témákat vezettek be a sci-fi világában, és amelyekből mind készült film is.
Más műfajú regényeket is írt, illetve több tucat novellát is, amelyek szintén elismerést arattak.
1946-ban halt meg londoni otthonában 79 éves korában, máig nem tisztázott okokból. Egyes verziók szerint szívrohamot kapott, de cukorbeteg is volt, ami szintén szerepet játszhatott a rosszullétében.
