Стэн родился в семье евреев - иммигрантов из Румынии. Он окончил среднюю школу ДеВитта Клинтона в Бронксе, занимался доставкой сэндвичей в офисы, продажей подписок на газеты, написанием некрологов для службы новостей и т.п. В октябре 1942 года он был призван в армию США, где прослужил в составе Сигнального корпуса до октября 1945 года.

В 1950-х годах Стэн пробовал себя в качестве автора приключенческих рассказов, а в 1960-х полностью ушёл в мир супергеройских комиксов. В сотрудничестве с несколькими художниками он создал множество известных персонажей, таких как Человек-паук, Железный человек, Халк, Фантастическая четвёрка и Люди Икс.

В 1981 г. Ли переехал в Калифорнию, где занимался развитием производства телевизионной продукции для компании Marvel Entertainment , был президентом и председателем Совета директоров издательства Marvel Comics. Стэн Ли также известен как актёр кино и телевидения, он снялся во многих фильмах в качестве камео или в ролях второго плана.

В 2001 г. Ли создал собственный телеканал POW! Entertainment, где кроме различных реалити-шоу о человеческих супер-способностях шли эпизоды анимированного сериала для взрослых "Стрипперелла". Последние годы жизни Ли потерял возможность читать и писать из-за ухудшившегося зрения. Умер от хронической сердечной недостаточности.
 

Имя Стэнли - топонимического происхождения, от  средне-английского Stan Leigh - "каменистый луг".  Имя Мартин - английская форма римского имени Martinus, происходящего от имени бога войны Марса. Фамилия Либер означает "милый, дорогой" на идиш.