Пьер-Симон Лаплас родился 23 марта 1749 года в местечке Бомон-ан-Ож (Нормандия) в семье небогатого крестьянина. Впоследствии граф и маркиз Лаплас стыдился своего незнатного происхождения, поэтому о его детских и юношеских годах известно очень немногое.
Пьер-Симон рано проявил свои выдающиеся способности, с блеском окончил школу бенедиктинцев и был оставлен там же, в Бомоне, преподавателем математики военной школы. В семнадцать лет написал свою первую научную работу.
Жизнь в захолустном Бомоне тяготила Лапласа, и в 1766 году он отправился в Париж. Там с помощью д'Аламбера он получил место преподавателя математики в Военной школе Парижа.
В 1772 году Лаплас сделал попытку поступить в Парижскую академию наук, но провалился на выборах. Д'Аламбер попытался устроить своего протеже в Берлинскую академию и написал письмо её президенту Лагранжу: «Этот молодой человек горит желанием заниматься математикой, и я думаю, что у него достаточно таланта, чтобы выделиться в этой области». Но Лагранж вежливо отказал. Он ответил, что условия в Берлинской академии наук плохие, и он не советует в неё поступать.
В 1773 году Лаплас становится адъюнктом, а в 1785 году действительным членом Парижской академии.
В 1778 году Лаплас женился на Шарлотте де Курти — красивой женщине с добрым характером и был счастлив в личной жизни. Жена любила своего мужа, преклонялась перед ним и делала всё, чтобы оградить его от домашних забот и волнений, чтобы всё своё время он мог посвящать занятиям наукой. Семейная жизнь Лапласа, по воспоминаниям современников, текла ровно и приятно. У него были дочь и сын — впоследствии генерал Лаплас.
В 1784 году Лапласа сделали экзаменатором королевского корпуса артиллеристов. 8 мая 1790 года Национальное собрание Франции поручило Академии наук создать систему мер и весов «на все времена и для всех народов». Председателем Палаты мер и весов был назначен Лаплас, которому поручили руководить введением в стране новой системы мер.
После народного восстания 1793 года во Франции установилась якобинская диктатура. Вскоре революция пошла на спад. 8 августа 1793 года декретом Конвента Академия наук в числе всех других королевских учреждений была упразднена, а Лаплас был уволен из Комиссии по мерам и весам из-за «недостаточности республиканских добродетелей и слишком слабой ненависти к королям».
В 1794 году Конвент создал Нормальную школу, предназначенную для подготовки преподавателей, и Центральную школу общественных работ, которая потом была переименована в Политехническую школу. Лаплас был профессором обеих этих школ. Выдающимся высшим учебным заведением стала Политехническая школа, про которую современники говорили, что это «заведение без соперника и без образца, заведение, которому завидует вся Европа, первая школа в мире». Помимо Лапласа в ней преподавали такие знаменитые учёные, как Монж, Лагранж, Карно.
В 1795 году вместо упразднённой Академии наук Конвент создал Национальный институт наук и искусств. Лаплас становится членом Института и возглавляет Бюро долгот, которое занималось измерением длины земного меридиана.
На другой день после переворота 18 брюмера пришедший к власти Наполеон назначил Лапласа министром внутренних дел. На этом посту учёный продержался лишь полгода и был заменён братом Наполеона Люсьеном Бонапартом. Чтобы не обидеть учёного, Бонапарт назначил Лапласа членом сената и послал ему учтивое письмо.
В 1803 году Наполеон сделал Лапласа вице-президентом сената, а через месяц — канцлером. В 1804 году учёный получил орден Почётного легиона.
С 1801 по 1809 год Лаплас был избран членом королевских обществ в Турине и Копенгагене, академий наук в Гёттингене, Берлине и Голландии. 13 октября 1802 году Лаплас стал почётным членом Петербургской академии наук.
Научные интересы Лапласа лежали в области математики, математической физики и небесной механики. Его перу принадлежат фундаментальные работы по дифференциальным уравнениям, например, по интегрированию методом «каскадов» уравнений с частными производными. Он ввёл в математику шаровые функции, которые применяются для нахождения общего решения уравнения Лапласа и при решении задач математической физики для областей, ограниченных сферическими поверхностями. Значительные результаты получены им в алгебре.
В физике Лаплас вывел формулу для скорости распространения звука в воздухе, создал ледяной калориметр, получил барометрическую формулу для вычисления изменения плотности воздуха с высотой, учитывающую его влажность. Он выполнил ряд работ по теории капиллярности и установил закон (носящий его имя), который позволяет определить величину капиллярного давления и тем самым записать условия механического равновесия для подвижных (жидких) поверхностей раздела.
Наибольшее количество исследований Лапласа относится к небесной механике, которой он занимался всю свою жизнь. Первая работа по этой тематике вышла в 1773 году. Она называлась «О причине всемирного тяготения и о вековых неравенствах планет, которые от него зависят». В 1780 году Лаплас предложил новый способ вычисления орбит небесных тел.
Он стремился все видимые движения небесных тел объяснить, опираясь на закон всемирного тяготения Ньютона, и это ему удалось. Лаплас доказал устойчивость Солнечной системы. Сам Ньютон считал, что Солнечная система неустойчива.
 Большим успехом Лапласа было решение им векового неравенства в движении Луны. Он показал, что средняя скорость движения Луны зависит от эксцентриситета земной орбиты, а тот, в свою очередь, меняется под действием притяжения планет. Лаплас доказал, что это движение долгопериодическое и что через некоторое время Луна станет двигаться замедленно. По неравенствам движения Луны он определил величину сжатия Земли у полюсов.
Занимаясь небесной механикой, Лаплас пришёл к выводу, что кольцо Сатурна не может быть сплошным, иначе оно было бы неустойчивым; предсказал сжатие Сатурна у полюсов; установил законы движения спутников Юпитера. Можно сказать, что Лаплас завершил почти всё в небесной механике, что не удалось его предшественникам. Причём сделал это, опираясь на закон всемирного тяготения.
Полученные результаты были опубликованы Лапласом в его самом известном пятитомном классическом сочинении «Трактат о небесной механике» (1798–1825). Первый и второй тома содержат способы вычисления движения планет, определения их формы и теорию приливов, третий и четвёртый — применение этих способов и многочисленные астрономические таблицы. В пятом томе — различные исторические сведения и результаты последних исследований учёного.
  Лаплас был материалистом, но свой атеизм не афишировал. Правда, и не скрывал своих взглядов. Однажды, когда Наполеон сказал ему, что прочитал его труд и не нашёл там бога, учёный гордо ответил: «Я не нуждался в подобной гипотезе».
Бесспорно, Лаплас был великим учёным. Научное наследие его огромно. Сведения же о нём, как о человеке, весьма противоречивы.
Лапласа особенно осуждают за то, что он был аполитичен. Он всегда оставлял проигравших и переходил на сторону победивших. Так, в 1814 году Лаплас одним из первых подал голос за низложение Наполеона. Но надо помнить, что главным в жизни Лапласа была не политика, а наука. Ей он отдавался со всей страстью, ей он служил верой и правдой, в ней он был честен, откровенен и принципиален до конца. Бывало, он заблуждался. Например, он не принял волновую теорию света и настаивал на его корпускулярной природе. Но ошибками такого рода страдали и другие великие учёные.
Лаплас был широкообразованным человеком. Он знал языки, историю, философию, химию и биологию, не говоря уже об астрономии, математике и физике. Любил поэзию, музыку, живопись. Обладал прекрасной памятью и до глубокой старости наизусть читал целые страницы из Расина.
  После реставрации монархии Лаплас пользовался благосклонностью Людовика XVIII. Король сделал его пэром Франции и пожаловал титул маркиза. В 1816 году учёного назначили членом комиссии по реорганизации Политехнической школы. В 1817 году Лаплас стал членом вновь созданной Французской академии, т.е. одним из сорока бессмертных.
Умер учёный после недолгой болезни 5 марта 1827 года. Его последние слова были: «То, что мы знаем, так ничтожно по сравнению с тем, что мы не знаем».