Miskolcon született, 1900. március 31-én.
Református papi családból származott, apja Gáborjáni Szabó Lőrinc mozdonyvezető, anyja Panyiczky Ilona.
1905-ben apját áthelyezik Balassagyarmatra, itt jár elemi iskolába.
1908-ban Debrecenbe költöznek, középiskolai tanulmányait a református kollégiumban folytatja. Kitűnő diák, a görögön és a latinon kívül megtanul németül és franciául. Ötödikes, amikor Dienes Kató révén (zsengéinek múzsája) bejáratos lesz a kivételesen művelt, progresszív gondolkodású Dienes család házába.
1915-ben az önképzőkörben hall először Babitsról, s tagja egy csoportnak, amelyik levélben fejezi ki hódolatát a költőnek. Ekkoriban alapozza meg világirodalmi műveltségét.
1918 tavaszán besorozzák, hadiérettségit tesz. 1918 őszén, az őszirózsás forradalom kitörése után megérkezik Budapestre. Egy Gráf nevű osztrák családnál ingyen kvártélyt és kosztot kap. Beiratkozik a műegyetem Gépészmérnöki Karára, majd két hét múlva átiratkozik a bölcsészkar magyar-latin-német szakjára, önkéntes tanársegédként ő állítja össze Babits szemináriuma hallgatóinak a névsorát. Babits Mihály tanítványa lett, és nemsokára barátja is. „Ez az esztendő (1919-20) is olvasással és tanulással telt el. Nem iskolai stúdiumokkal, hanem elsősorban annak a megtanulásával, amire nekem szükségem volt. Sokat köszönhetek e tekintetben Babits Mihálynak is, aki verseimet ugyan másfél évig nem közölte, de hamar barátságába fogadott: megtanított angolul, rendelkezésemre bocsátotta nagyszerű könyvtárát, s később - mint ismeretes - még fedelét és kenyerét is megosztotta velem.”
1921 januárjában megismerkedik Mikes Klárával, Mikes Lajos lányával, s december 31-én házasságot kötnek. E kapcsolat révén került Az Est szerkesztőségébe munkatársnak.
1923-ban megszületik kislánya, Kisklára.
1924-ben ismeri meg A huszonhatodik év majdani hősnőjét, V. Korzáti Erzsébetet.
1926-ban megalapítja Pandora című folyóiratát, amelynek - 1927 februárjától - hat száma jelenik meg, majd a vállalkozás csődbe jut. Ez évben ismét közelebb kerül Babitshoz. 1927. október 15-től ismét az Est-lapok munkatársa, előbb a Pesti Napló, majd 1928 őszétől a Magyarország szerkesztőségének tagja; 1944-ig ez is marad munkahelye.
Sokat utazik: 1927-ben Erdélyben, 1928-ban Németországban jár, 1931-ben pedig az egyiptomi Alexandria kikötőjében megpillantja Afrika földjét, s egészen a Líbiai-sivatag széléig jut el.
1927-28-ban Korzáti Erzsébet iránti érzelme válságba sodorja házasságát.
A harmincas években közel került a népi írók mozgalmához.
1932-ben - Babits megengesztelődésének jeleként - Baumgarten-díjat kap.
1934-ben Németh László, majd Cs. Szabó László veszi át a Rádió irodalmi osztályának vezetését. Ettől kezdve sokat szerepel a műsorokban. 1935-től kezdve Németh Antal, a Nemzeti Színház igazgatója köti a színházhoz a műfordító költőt (Athéni Timon 1935; Ahogy tetszik 1938; Kleist Amhitryon 1938; Macbeth 1939).
1944 végén, „hatvannégy napi bunker-élet” után, amelyet Volkmann utcai lakásuk pincéjében tölt el, Temirkul Umetoli kirgiz poéta és százados segítségével visszakerül lakásába, amelyet a katonák az ezredtörzs számára akartak lefoglalni.
Jobboldalinak bélyegzett politikai múltja miatt 1945-ben vizsgálati fogságba került, szeptemberben „feddéssel” igazolták, publikációs tilalmak sújtották.
1947-ben többek tiltakozása ellenére felvették az írószövetségbe. Az üldöztetés és a megkülönböztetés ellen (többek között Illyés Gyula támogatásával) szívósan küzdött, s főleg a munkába menekült.
1950. február 12-én öngyilkos lett V. Korzáti Erzsébet.
1956-ban tagja lett a Petőfi Pártnak, 1957. március 15-én Kossuth-díjat kapott. Publikációs és anyagi helyzete rendeződött, de tervezett külföldi útja elmaradt.
Budapesten hunyt el 1957. október 3-án. Halálát szívroham okozta.
Első kötete (Föld, Erdő, Isten, 1922) george-i ihletésű szabad versekből áll. „Első kötete ritka elismerést vált ki: az első világháború, majd az ezt követő forradalmi-ellenforradalmi hullámok, a Trianonba torkolló országvesztés kataklizmái közepette, a minden irodalmi jelenséget beárnyékoló Ady-hatás és az avantgárd tetőzésekor olyan klasszikusan kiegyensúlyozott stílusszintézist képviselt, amely ugyanakkor a modern személyiség történelmi, érzelmi és létfilozófiai veszélyeztetettségének átélését is éreztette.” (Kabdebó Lóránt)
A menekülés stilizált gesztusait a nyers lázadáséi váltják fel: a Kalibánban 1923 anarchikus indulatok, tiltakozó kitörések, reménytelen fogadkozások fogalmazódnak meg. A természeti és érzelmi-érzéki megbékítés nosztalgiája vad indulatoknak, a társadalmi kiszolgáltatottságon való elborzadásnak, nyelvileg a kiáltozásnak adja át a helyét. Feltűnik Szabó Lőrinc műfaji vonzódása a dráma, a monológ, a költői epika és a mítosz iránt (Kalibán, Anyám mesélte, Istár). A pénz és a megszerezhető javak, élvezetek követelése nehezen választható külön a húszas években a költő szociális érzékenységétől, kapitalizmusellenességétől. A Szegénynek lenni s fiatalnak kollektív életérzését panaszolja a proletár testvéreket invokáló programvers, az „örök szegénység” szégyenével küszködik A Bazilikában zúg a harang költője, a „munka millió keze” előtt tiszteleg A költő és a földiek című ars poeticában: „Legyen a költő hasznos akarat.”
1928-ban jelent meg a Pesti Naplóban a Vezér című politikai ódája, melynek fontos szerepe lett közéleti meghurcoltatásában. A Vezér a politikai diktátor típusát filozófiai igénnyel ábrázolja, Illyés szerint shakespeare-i drámai-ódai hangvételű vers, amelyet a Harc az ünnepért 1938 című kötetben való megjelenése után, a költő engedélye nélkül egy szélsőjobboldali lap (Virradat) is leközölt.
A Fény, fény, fény 1925 és A Sátán műremekei 1926 utáni évek termését fordulatot hozó kötetben összegezi (Te meg a világ, 1932). Schopenhaueri és nietzschei indíttatású individualizmusát a modem relativizmus érvei erősítik, Bertrand Russell nyomán „egy lehetséges világként” szemléli az egyént. Érzékletesség és drámaiság teszi költőivé az elvont gondolatot, az Én jogának, igazságának hirdetését az életben és a szerelemben (Az Egy álmai, Semmiért egészen). Keleti filozófiák és Schopenhauer hatására hajlamos a világot képzetként, álomként, az agy „tükörszínjátékaként” felfogni (Dsuang Dszi álma, Embertelen). A Különbéke 1936 keleti tárgyú versei átköltések, de a nirvánatanhoz kapcsolódva Szabó Lőrinc nem tért el belső fejlődésének logikájától, sőt költészetét gazdagító új motívumkincsre talált. A Lóci-versek életképszerű példázatok, és ugyancsak költői filozófiájának távlatában mutatják meg mélyebb jelentésüket. Rába György szerint a Te meg a világ verseiben „a költő társadalmi érdeklődését a metafizikus gondolkodó nyugtalansága, anarchista lázadását a racionalista elme megismerési vágya, szavaló pátoszát a gnomikus mondások szellemi feszültsége és a totális szemléletnek a mondatritmikában érvényesülő dialektikája váltotta föl. A művészi elvek ilyen hatalmas átalakulására szinte alig akadt példa a magyar líra történetében.” Illyés Gyula szerint „soha a magyar gondolati líra ilyen csúcsokra nem jutott. A gondolatoktól feszülő vers nem elvont: sőt nagyon is tárgyszerű; egy korszak gondját s indulatát gyűjti. És soha magyar verskötet nem ábrázolta ilyen kietlenek, embertelennek az életet.”
A Harc az ünnepért 1938 versei az előző kötet témáit variálták, a Régen és most 1943 eszmei és művészi válságot jelzett: jobboldali elfogultság, a hivatalos politikát támogató szólamok jelentek meg benne.
Az új korszakba a Tücsökzene 1947 című ciklussal lépett át (alcíme: Rajzok egy élet tájairól). 370, egyenként 18 soros, jambikus tízesekből álló strófa alkotja. A személyes emlékek, a felidézett események, alakok, helyszínek bősége, az elbeszélő vagy jelenetező technika, a múltbeli események előadásának időrendje ellenére a Tücsökzene nem verses önéletrajz. Lírai magva a megnyugvás keresése, a zaklatott lélek vágya és önszuggesztiója, hogy beleolvadhasson a természetbe, a lét mámorába. Ezt sugallja az elzsongító tücsökcirpelés vezérmotívuma és a látszólag monoton versforma. A Tücsökzene az alkotói pálya és a kortársi magyar líra egyik legnagyobb szabású vállalkozása, amelynek „nyelvét olykor már olyan bűvészet formálja, hogy úgy érezzük, szavakkal és jelentésükkel szabadabban bánni nem is lehet… Ugyanakkor világa olyan enciklopédikusan gazdag, mint a 19. századi regényeké.” (Rába György)
A huszonhatodik év (Lírai rekviem százhúsz szonettben), az öngyilkossággal végződő tragikus szerelemnek állít emléket, Vékes Ödönné Korzáti Erzsébetnek (1902-1950) dedikálva. Háromtételes formája zenei képzettársítást kelt, műfaji őstípusa Petrarca Daloskönyve. Az első ciklus még az élő kedveshez szól (Amit még látott); A halála után című legterjedelmesebb rész a szerelem, a gyász és az önvád hármas egységében támasztja fel és elemzi az örök emberi dráma mitikus ismétlődése ellenére mindig egyszeri változatát. A harmadik rész, az Utóhang az élmény távolításának szándékát is érzékelteti. A ciklussal „létrehozhatja a legtisztábbat, a legemberibbet, melynek létrehozására még képes.” (Sőtér István)
A két cikluson kívüli, 1944 és 1956 között keletkezett verseket Valami szép cikluscímmel adta közre az összegyűjtött versek 1960-i kiadása. Változatos ihletésű, részben az előző nagy ciklusokkal rokonítható művekből áll a költői hagyaték e része, köztük olyan antológiadarabokká és elemző kísérletek tárgyává vált versekkel, mint A földvári mólón, Ficseri füsti, Mozart hallgatása közben.
Szabó Lőrinc kitűnő esszéista és kritikus; tanulmányainak tárgyköre a világirodalom klasszikusaitól m. mestereken, kortársakon át líraelméleti kérdésekig terjed (A költészet dicsérete, 1967). Műfordítói életműve jó néhány szépirodalmi műfajt felölel, legismertebbé az Örök barátaink című gyűjteménye vált.
Életrajzát két levelezésgyűjteményéből is nyomon követhetjük: a feleségével váltott levelek két kötete (Harminchat év) és a házasságával párhuzamosan megélt szerelem dokumentumai a Huszonöt év című gyűjteményben láttak napvilágot. Előkerültek saját verseihez fűzött magyarázatai (Vers és valóság).