Nascut al Bronx de Nova York en una família acomodada, Kubrick va interessar-se des de ben jove per la fotografia, que començà a practicar de manera no professional amb una càmera Gaflex regalada pels seus pares. Abans d'això havia estat bateria d'un grup de jazz i aficionat als escacs (el seu pare li va ensenyar el joc als dotze anys, i els escacs varen ser quelcom molt present al llarg de la seva vida i obra, i va ser membre de diversos clubs a Nova York, especialment, del Marshall Chess Club. La seva passió per la fotografia va ajudar-lo en la seva carrera, així va aconseguir un treball en la revista Look gràcies a una foto que va fer a un venedor de diaris que estava plorant la mort de Roosevelt. Al llarg de quatre anys va realitzar reportatges gràfics de les més diverses celebritats del moment, guanyant-se el reconeixement professional.

El 1951 Kubrick realitzà els seus primers curtmetratges: Day of the Fight, una espècie de documental sobre un combat de boxa (tema sobre el que tornaria a la seua filmografia), i Flying Padre, documentant la vida d'un clergue que viatja en avioneta als pobles.

El que es convertiria en un dels cineastes més perfeccionistes i difícils de la història va rodar el seu primer llargmetratge amb diners prestats , Fear and Desire (1953) , en què el va ser l'encarregat del guió , la direcció, la càmera i el muntatge . Kubrick va obtenir un fracàs comercial però bona acollida de la crítica . Els seus dos següents pel·lícules, Killer's Kiss (1955) i The Killing (1956) , van tenir idèntica acceptació i malgrat el seu fracàs de públic, li van valer un contracte amb la United Artists .

Va ser un director increïblement meticulós en totes les seves obres, en les que invertia una mitjana de dos anys d'ardu treball. El 1959, l'al·legat antibèl·lic Paths of Glory (1957), protagonitzat per Kirk Douglas, va aconseguir el gran premi de la crítica a Brussel·les. Durant el rodatge va conèixer a Christiane, amb la qual es va casar i de la qual no es va separar fins a la seva mort. El 1960 Spartacus, amb un pressupost de 12 milions de dòlars i un repartiment estel·lar, va obtenir un èxit arrasador, al qual van seguir Lolita (1962), basada en la novel·la de Vladimir Nabokov; Dr. Strangelove (1964); 2001: A Space Ossydey (1968), una fita del cinema de ciència ficció; la futurista i violenta A Clockwork Orange (1971), a partir de la novel·la d'Anthony Burgess; Barry Lyndon (1975); The Shining (1980), segons el relat de Stephen King; i Full Metal Jacket (1987), sobre la guerra del Vietnam.

Stanley Kubrick va morir el 7 de març de 1999 a Harpenden , Hertfordshire , Anglaterra , d'un atac de cor quan donava els últims tocs a Eyes wide shut , el seu últim treball , en què van participar Nicole Kidman i Tom Cruise .