Nace el 19 de diciembre de 1910 en el Campamento de Columbia, en las proximidades de La Habana, donde su padre era coronel. Ya en la capital, participa en los alzamientos estudiantiles contra la dictadura de Machado y se matricula en Derecho. Desde 1929 hasta su muerte, vivirá primero con su anciana madre y, más tarde, con su esposa en una casa de la parte vieja de la ciudad, tolerado a duras penas por el régimen, y sólo abandonará la isla durante dos breves estancias en México y Jamaica. Poeta, ensayista y novelista, patriarca invisible de las letras cubanas, desde 1944 hasta 1957. Fundó la revista Verbum y estuvo al frente de Orígenes, la más importante de las revistas cubanas de literatura. Obeso y asmático desde la infancia, muere el 9 de agosto de 1976.
En 1966 publicó la novela Paradiso, donde confluye toda su trayectoria poética de carácter barroco, simbólico e iniciático. El protagonista, José Cemí, remite de inmediato al autor en su devenir externo e interno camino de su conversión en poeta. Lo cubano, con sus deformaciones verbales, desempeña un papel fundamental en la obra, como ocurre en su colección de ensayos La cantidad hechizada (1970). Oppiano Licario es una novela inconclusa, aparecida póstumamente en 1977, que desarrolla la figura del personaje que ya aparecía en Paradiso y de la que toma título. Lezama Lima ha influido inmensamente en numerosos escritores hispanoamericanos y españoles, algunos de los cuales llegaron a considerarle su maestro, como es el caso de Severo Sarduy.