Ο Man Ray γεννήθηκε ως Emmanuel Radnitzky στις 27 Αυγούστου 1890 στη Φιλαδέλφεια και μεγάλωσε στη Νέα Υόρκη. Από νωρίς ενδιαφέρθηκε για το σχέδιο, τη ζωγραφική και τη σύγχρονη τέχνη, ενώ η επαφή του με την αμερικανική πρωτοπορία των αρχών του 20ού αιώνα τον απομάκρυνε από την ακαδημαϊκή αντίληψη της τέχνης. Γύρω στο 1912 άρχισε να χρησιμοποιεί το όνομα Man Ray, το οποίο σύντομα έγινε η καλλιτεχνική του ταυτότητα.
Στη Νέα Υόρκη βρέθηκε κοντά στον κύκλο του Alfred Stieglitz και της Gallery 291, όπου γνώρισε τις νέες ευρωπαϊκές κατευθύνσεις στη ζωγραφική και τη φωτογραφία. Η γνωριμία και η φιλία του με τον Marcel Duchamp υπήρξαν καθοριστικές. Οι δύο δημιουργοί μοιράζονταν το ενδιαφέρον για το Dada, το χιούμορ, το ready-made και την αμφισβήτηση των παραδοσιακών ορίων ανάμεσα στα καλλιτεχνικά μέσα.
Η φωτογραφία μπήκε αρχικά στη ζωή του ως πρακτικό εργαλείο. Αγόρασε κάμερα για να φωτογραφίζει τα δικά του έργα, αλλά γρήγορα αντιλήφθηκε ότι το μέσο μπορούσε να λειτουργήσει αυτόνομα και πειραματικά. Η μετάβαση αυτή θα τον οδηγούσε σε μία από τις πιο ριζοσπαστικές φωτογραφικές πρακτικές του 20ού αιώνα.
Το 1921 μετακόμισε στο Παρίσι, όπου βρέθηκε στην καρδιά της ευρωπαϊκής πρωτοπορίας. Μέσα σε αυτό το περιβάλλον ανέπτυξε τα «rayographs», τη δική του ονομασία για τα photograms: εικόνες που δημιουργούνταν χωρίς κάμερα, με αντικείμενα τοποθετημένα πάνω σε φωτοευαίσθητο χαρτί και έκθεση στο φως. Το 1922 δημοσίευσε δώδεκα από αυτές τις εικόνες στο portfolio Les Champs délicieux, με εισαγωγή του Tristan Tzara. Τα rayographs έκαναν οικεία αντικείμενα να μοιάζουν αφηρημένα, αινιγματικά και σχεδόν ονειρικά.
Παράλληλα, ο Man Ray εξελίχθηκε σε έναν από τους πιο περιζήτητους φωτογράφους πορτρέτου και μόδας στο Παρίσι. Φωτογράφισε καλλιτέχνες, συγγραφείς, σχεδιαστές και προσωπικότητες της εποχής, ενώ συνεργάστηκε με σημαντικά περιοδικά. Η ικανότητά του να μεταφέρει ιδέες του Dada και του Σουρεαλισμού μέσα σε εμπορικές αναθέσεις ήταν ένα από τα χαρακτηριστικά της δουλειάς του: το πείραμα και η εφαρμοσμένη φωτογραφία δεν λειτουργούσαν ως αντίθετοι κόσμοι.
Το Le Violon d’Ingres του 1924, με την Kiki de Montparnasse φωτογραφημένη από την πλάτη και μεταμορφωμένη οπτικά σε βιολί, έγινε μία από τις πιο αναγνωρίσιμες εικόνες της σουρεαλιστικής φωτογραφίας. Δύο χρόνια αργότερα, το Noire et blanche συνέδεσε το πορτρέτο της Kiki με μία αφρικανική μάσκα, δημιουργώντας μια εικόνα που βασίζεται σε αντιθέσεις μορφής, υλικού και τόνου και η οποία σήμερα συζητείται επίσης μέσα στο ιστορικό πλαίσιο του ευρωπαϊκού primitivism της δεκαετίας του 1920.
Στα τέλη της δεκαετίας του 1920 και στις αρχές της δεκαετίας του 1930 συνεργάστηκε στενά με τη Lee Miller. Μαζί αξιοποίησαν δημιουργικά τη solarization, μια διαδικασία κατά την οποία η μερική αναστροφή των τόνων δημιουργεί χαρακτηριστικά φωτεινά περιγράμματα και μια σχεδόν μεταφυσική αίσθηση στην εικόνα. Η τεχνική έγινε ένα από τα πιο αναγνωρίσιμα στοιχεία της φωτογραφικής γλώσσας του Man Ray.
Η πειραματική του δραστηριότητα δεν περιορίστηκε στη φωτογραφία. Δημιούργησε αντικείμενα, assemblages, paintings, prints και κινηματογραφικά έργα. Οι ταινίες Le Retour à la raison, Emak Bakia, L’Étoile de mer και Les Mystères du Château de Dé αποτελούν χαρακτηριστικά παραδείγματα avant-garde κινηματογράφου, όπου η αφήγηση υποχωρεί μπροστά στον ρυθμό, στο φως, στην κίνηση, στην αφαίρεση και στον αυτοματισμό.
Με την έναρξη του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου και τη γερμανική κατοχή της Γαλλίας, επέστρεψε το 1940 στις Ηνωμένες Πολιτείες και εγκαταστάθηκε στο Los Angeles. Εκεί επικεντρώθηκε περισσότερο στη ζωγραφική και στα αντικείμενα, ενώ το 1946 παντρεύτηκε τη Juliet Browner. Παρότι είχε σημαντική αναγνώριση στην Αμερική, ο ίδιος παρέμενε βαθιά δεμένος με το Παρίσι.
Το 1951 επέστρεψε στη γαλλική πρωτεύουσα, όπου έζησε μέχρι το τέλος της ζωής του. Συνέχισε να δημιουργεί, να επανεπεξεργάζεται παλαιότερες ιδέες και να εκδίδει νέα έργα και πολλαπλά αντικείμενα. Το 1961 τιμήθηκε με Χρυσό Μετάλλιο για τη φωτογραφία στη Biennale της Βενετίας και το 1963 εξέδωσε την αυτοβιογραφία του Self Portrait.
Ο Man Ray πέθανε στο Παρίσι στις 18 Νοεμβρίου 1976. Η σημασία του ξεπερνά τη φωτογραφία: υπήρξε ένας δημιουργός που αρνήθηκε σταθερά τα όρια ανάμεσα σε ζωγραφική, φωτογραφία, γλυπτική, αντικείμενο και κινηματογράφο. Στη φωτογραφία ειδικά, απέδειξε ότι το φως και η ίδια η φωτοευαίσθητη επιφάνεια μπορούν να αποτελέσουν όχι απλώς μέσα καταγραφής αλλά αυτόνομα υλικά δημιουργίας. Τα rayographs, η solarization και η συνολική του προσέγγιση επηρέασαν βαθιά τη μοντέρνα και σύγχρονη εικόνα.