Stanisław Lem urodził się we Lwowie (ówcześnie na terenie II Rzeczypospolitej) najprawdopodobniej 13 września 1921 w rodzinnym mieszkaniu przy ulicy Brajerowskiej 4, w zamożnej rodzinie żydowskiej, jako jedyne dziecko Samuela Lehma (1879–1954), lwowskiego lekarza i Sabiny Wolner (1892–1979). Do aktu urodzenia wpisano jednak datę 12 września, aby zgodnie z przesądem uniknąć pecha. Rodzice Lema pochodzili z rodzin spolonizowanych Żydów, matka była religijna, ojciec deklarował się jako agnostyk, niemniej wzięli ślub w synagodze.

Jego rodzice poznali się i zaręczyli jeszcze przed I wojną światową, jednak ślub odbył się dopiero po jej zakończeniu, gdyż Samuel Lehm został powołany do służby w armii austro-węgierskiej. Podczas wojny trafił do niewoli rosyjskiej po upadku twierdzy Przemyśl i przebywał w obozie jenieckim w Azji Środkowej. Po powrocie do Lwowa został asystentem na Wydziale Lekarskim Uniwersytetu Jana Kazimierza i w kolejnych latach stał się cenionym laryngologiem. Samuel Lehm w młodości publikował także wiersze i prozę w lwowskiej prasie. Sabina Lehm nie miała wyższego wykształcenia i zajmowała się domem. Berta Hescheles, siostra Samuela Lehma, była matką Mariana Hemara i bratową Henryka Heschelesa.