Лермонтов е роден на 15 октомври (3 октомври стар стил) 1814 г. в Москва в благородническо семейство от Тулска губерния и израства в имението Тархани в Пензенска губерния, където днес се намира гробът му. Родът му произлиза от представител на шотландската фамилия Лиърмаунт, заселил се в Русия по времето на цар Михаил Романов (началото на 17 век).
Майката на Лермонтов, Мария Лермонтова, умира през 1817 г. и той е отгледан от нейната майка Елизавета Арсениева, която се намира в постоянен конфликт с баща му, Юрий Лермонтов. Тъй като детето често боледува, баба му на три пъти го води в курортите в Северен Кавказ.
През 1827 г. двамата се преместват в Москва, където той започва да учи в гимназия. През 1828 г. започва да пише стихове, силно повлияни от стила на Джордж Байрон, много популярен в Русия по това време. През 1830 г. публикува първото си стихотворение „Весна“. През същата година постъпва в Благородния пансион на Московския университет. През 1832 г., след конфликт с преподаватели, той напуска университета и заминава за Санкт Петербург, където постъпва във военно училище.
През 1834 г. Лермонтов става офицер в Лейбгвардейския хусарски полк в Царско село. След смъртта на Александър Пушкин през 1837 г. Лермонтов му посвещава поемата на „На смерть поэта“, изпълнена с обвинения към съвременното руско общество. Тя предизвиква широк отзвук и му донася популярност, но предизвиква недоволството на цар Николай I и Лермонтов е арестуван и изпратен в драгунска част в Кавказ. Там той се запознава със заточени декабристи, както и с известни грузински интелектуалци.
През 1838 г., със съдействието на поета Василий Жуковски, Лермонтов се завръща в столицата. Той започва да публикува стихове и придобива известност в литературните среди. През 1840 г. се запознава с критика Висарион Белински, който го нарича „голямата надежда на руската литература“.
В началото на 1840 г. Лермонтов е осъден от военен съд за дуела си със сина на френския посланик. Отново е изпратен в Кавказ, където се отличава в боевете при река Валерик. В началото на 1841 г. се завръща за кратко в Санкт Петербург и дори замисля издаването на собствено списание, но скоро е изпратен обратно в Кавказ.
На път към частта си е убит при дуел в Пятигорск на 27 юли 1841 г. Тялото му е пренесено в гробницата на семейство Арсениеви в Тархани през 1842 г.