Nato a Clermont-Ferrand, fu introdotto precocemente dal padre agli studi fisici e matematici, nei quali dimostrò subito grandissime capacità, tanto che nel 1640, all'età di sedici anni, pubblicò un originale Essai pour les coniques. Trasferitosi a Parigi, nel 1631, ebbe modo di frequentare il circolo intellettuale riunito intorno a Marin Mersenne (1588-1648), nel cui ambito si discutevano le questioni scientifiche e filosofiche più attuali. Fin dal 1644 manifestò interesse anche per gli aspetti tecnologici della ricerca scientifica progettando una macchina calcolatrice, capace di compiere operazioni di addizione e sottrazione. Nel 1646 si impegnò in innovative ricerche sul vuoto e sull'equilibrio dei fluidi. Agli studi sui fluidi dedicherà in seguito due scritti notevoli dal titolo: Équilibre des liqueurs e De la pesanteur de la masse d'air, composti tra il 1651 e il 1654, ma pubblicati solo nel 1663. Agli anni 1653-54 risalgono alcuni brevi ma importantissimi trattati sul calcolo combinatorio, sul calcolo infinitesimale e su quello delle probabilità. Pascal ripeté l'esperimento di Evangelista Torricelli (1608-1647), utilizzando liquidi diversi e recipienti di forma e dimensioni differenti. Tali ricerche, oltre che con la pubblicazione nel 1647 delle Expériences nouvelles touchant le vide, culmineranno nella famosa esperienza compiuta nel 1648 sul Puy-de-Dome, con la quale dimostrò che la pressione atmosferica diminuisce con l'aumentare dell'altitudine.

Accanto agli interessi scientifici, fu costante e intenso in Pascal l'interesse per le problematiche religiose e morali. Fin da giovane aderì al Giansenismo e frequentò l'ambiente di Port-Royal. Da queste frequentazioni nacquero Le provinciali (1656-1657) e i Pensieri, pubblicati postumi nel 1670.