Geboren te Petrovitsji, Rusland als Isaak Judovitsj Ozimov ofwel: Исаак Юдович Озимов. Isaac Asimov was een Amerikaanse schrijver en hoogleraar biochemie aan de Boston University. Asimov's ouders waren Anna Rachel (née Berman) en Judah Asimov, een familie van Russisch-joodse molenaars. Hij werd Isaac genoemd naar de vader van zijn moeder, Isaac Berman. In 1921 kregen Asimov en 16 andere kinderen in Petrovitsji een dubbele longontsteking. Alleen Asimov overleefde. Reisde op driejarige leeftijd af naar de Verenigde Staten. Omdat zijn ouders altijd Jiddisch en Engels met hem spraken, heeft hij nooit Russisch geleerd.
Groeide op in Brooklyn, in de stad New York. Hij leerde zichzelf lezen toen hij vijf was. Kreeg op achtjarige leeftijd het Amerikaans staatsburgerschap. Las als negenjarige zijn eerste SF-verhalen in Science Wonder Stories. Asimov ging vanaf zijn vijfde naar openbare scholen in New York City, waaronder Boys High School in Brooklyn. Studeerde af op 15-jarige leeftijd en volgde een aantal dagen het City College van New York voordat hij een studiebeurs aanvaardde aan het Seth Low Junior College, een tak van de Columbia University in het centrum van Brooklyn, ontworpen om een aantal Joodse en Italiaans-Amerikaanse studenten op te vangen die zich aanmeldden, naar Columbia College, dan, de lagere undergraduate school voor mannen van de instelling. Joodse en Italiaans-Amerikaanse studenten, zelfs van uitmuntend academisch kaliber, werden vaak opzettelijk uitgesloten van het eigenlijke Columbia College vanwege de toen populaire praktijk om ongeschreven etnische toelatingsquota op te leggen.
Oorspronkelijk een zoölogie student, schakelde Asimov na zijn eerste semester over op scheikunde omdat hij het "ontleden van een steegkat" afkeurde. Nadat Seth Low Junior College in 1936 was gesloten, voltooide Asimov zijn Bachelor of Science - graad aan de Morningside Heights-campus in 1939.
Debuteerde in 1939 met het verhaal Marooned Off Vesta in Amazing Stories. Het grote succes kwam in 1942 met het eerste deel van de Foundation-trilogie, geschreven op aandringen van de redacteur John Campbell. Tevens werd Asimov bekend om zijn robotverhalen waarin hij ‘de wetten van robotica’ formuleerde. Hij heeft ongeveer 500 publicaties op zijn naam. Fans noemen hem nog steeds liefkozend The Good Doctor. In de laatste jaren voor zijn overlijden was Asimov bezig de ‘Foundation’-cyclus en de robotverhalen aan elkaar te schrijven. Na zijn dood werd dat werk voortgezet door verscheidene auteurs. Naast SF schreef Asimov ook vele populair wetenschappelijke boeken.
Asimov ontmoette zijn eerste vrouw, Gertrude Blugerman (1917–1990), op een blind date op 14 februari 1942, en trouwde met haar op 26 juli van hetzelfde jaar. Het echtpaar woonde in een appartement in West Philadelphia terwijl Asimov werkzaam was bij de Philadelphia Navy Yard (waar twee van zijn medewerkers L. Sprague de Camp en Robert A. Heinlein waren). Gertrude keerde terug naar Brooklyn terwijl hij in het leger zat, en ze woonden daar allebei vanaf juli 1946 voordat ze in juli 1948 naar Stuyvesant Town, Manhattan, verhuisden. Ze verhuisden naar Boston in mei 1949, vervolgens naar de nabijgelegen buitenwijken van Somerville in juli 1949, Waltham in mei 1951 en ten slotte West Newton in 1956. Ze kregen twee kinderen, David (geboren in 1951) en Robyn Joan (geboren in 1955). In 1970 gingen ze uit elkaar en Asimov verhuisde terug naar New York, dit keer naar de Upper West Side van Manhattan, waar hij de rest van zijn leven woonde. Hij begon onmiddellijk Janet O. Jeppson te ontmoeten, een psychiater en sciencefictionschrijver, en trouwde met haar op 30 november 1973, twee weken na zijn scheiding van Gertrude. Overleden te New-York. In een door haar geschreven boek, It's Been a Good Life (2002), onthulde zijn weduwe Janet Jeppson Asimov dat hij was gestorven aan aids als gevolg van een transfusie met besmet bloed tijdens een driedubbele bypassoperatie in december 1983. Volgens haar wilden zijn doktoren vervolgens niet dat dit feit bekend werd. Tijdens zijn leven werd Asimov beschouwd als een van de "Grote Drie" sciencefictionschrijvers, samen met Robert A. Heinlein en Arthur C. Clarke. Co-Auteurs: Jeffrey S. Hudson, James MacCreigh, Robert Silverberg.