В 1934 году семья переезжает в Лос-Анджелес. Там Рэй заканчивает среднюю школу, в течение трех лет после этого работает разносчиком газет. Юность писателя пришлась на время Великой депрессии, и у семьи просто не было средств, чтобы отправить его на обучение в колледж. Даже на выпускной в школе ему пришлось идти в костюме дяди, который погиб от рук грабителей. Дыры от пуль на пиджаке аккуратно зашили.
Еще в 12 лет Рэй понял, что хочет стать писателем. Несмотря на финансовые трудности, он упорно шел к цели, годы в колледже заменил годами в библиотеке. Среди любимых писателей он называл Достоевского, Честертона, Диккенса, По, Хаксли. В 1971 году Брэдбери написал статью «Как вместо колледжа я закончил библиотеки, или Мысли подростка, побывавшего на луне в 1932-м».
В первых литературных опытах Рэй Брэдбери подражал стилю любимых авторов, а затем постепенно нашел свой. Первый рассказ писателя был опубликован в 1941 году. Первое время произведения печатали в сборниках самой разномастной фантастики, в 1947 году вышел первый авторский сборник Брэдбери. Но популярность пришла к нему только в 1950, когда на свет появился сборник «Марсианские хроники». До размеров мировой слава разрослась после выхода романа «451 градус по Фаренгейту».
С этого времени жизнь Рэя Брэдбери была наполнена разнообразной и активной работой – он написал более 400 рассказов, 9 романов, 4 повести, множество статей, стал сценаристом многих фильмов, участвовал в разработке архитектурных проектов. Он награжден множеством литературных премий, среди которых – премия Брэма Стокера, Небьюла, О’Генри, Американской академии, Пулитцеровская и др.
На протяжении всей жизни Рэя Бредбери поддерживала его жена – Маргарет МакКлюр, с которой они прожили 56 лет. В браке у них родились четыре дочери.