Su familia se mudó varias veces desde su lugar de origen hasta establecerse finalmente en Los Ángeles en 1934. Bradbury fue un ávido lector en su juventud además de un escritor aficionado. No pudo asistir a la universidad por razones económicas. Para ganarse la vida, comenzó a vender periódicos. Posteriormente, se propuso formarse de manera autodidacta a través de libros, comenzando a realizar sus primeros cuentos. Sus trabajos iniciales los vendió a revistas, a comienzos del año 1940. Finalmente, se estableció en California, donde continuó su producción hasta su deceso.También trabajó como argumentista y guionista en numerosas películas y series de televisión, entre las que cabe destacar su colaboración con John Huston en la adaptación de Moby Dick para la película homónima que éste dirigió en 1956.

Existe un asteroide llamado (9766) Bradbury en su honor.

En 1947, se casó con Marguerite McClure (1922–2003), con quien tuvo cuatro hijos. Como dato curioso, nunca obtuvo una licencia de automovilista.3

Murió el 5 de junio de 2012 a la edad de 91 años en Los Ángeles, California. A petición suya, su lápida funeraria, en el Cementerio Westwood Village Memorial Park, lleva el epitafio: «Autor de Fahrenheit 451».