馬斯克出生在南非，母親是美國人，跟隨外祖父來到南非。馬斯克的外祖父就是一個極愛冒險的“瘋子”，所以馬斯克體內也天生具有愛冒險的特性。小時候的馬斯克酷愛讀書，經常一個人陷入沉思，是天才式的神童，在12歲的時候就寫出了一個電子游戲代碼。
為了追逐更大的夢想，馬斯克17歲的時（1988年）去加拿大投靠親戚，第二年（1989年）進入加拿大皇后大學學習，認識了女友賈斯汀（后來兩人結婚，并養育了5個子女，但最終還是離婚了）。大學期間，馬斯克“雄心勃勃，他學習商業課程，參加演講比賽，他標志性的專注和競爭力也始于那個時候，并一直延續至今”。
1992年，馬斯克獲得獎學金，轉學到了賓夕法尼亞大學，主修雙學位，先是沃頓商學院的經濟學學位，然后是物理學學士學位。馬斯克在賓大就顯示出了對太陽能的熱愛，在他畢業選擇職業的時候，雖然考慮過自己喜歡的游戲行業，但終究因為游戲行業無法給世界帶來多大影響而放棄。從始至終都有一些偉大的想法根植在馬斯克的腦海中，包括互聯網、可再生能源和太空探索。對于馬斯克來說，跌跌撞撞地闖進某個領域和有意為之是有明顯區別的。長期以來，他一直想讓世界知道，他和硅谷那些作坊式的創業者是不一樣的。他并不是在順應潮流，也不是為了發財，他是在追求一個整體的計劃。“我的確在大學期間就開始思考這些事情，”他說，“這不是事后編造出來的故事。我不想被看作一個新手，我不喜歡跟風和投機。我不是投資者。我喜歡把那些對于未來真正重要和有價值的技術，以某些方式變成現實。”
1994年，馬斯克來到硅谷實習，并徹底愛上了這里，1995年畢業，他來到斯坦福大學攻讀材料科學和物理學博士學位，但兩天后即輟學開始創業。他和表弟金巴爾創立了Zip2，一個類似于大眾點評的網站，在1999年賣給個人計算機制造商康柏(Compaq)，馬斯克獲得2200萬美元的現金。出售Zip2之后，馬斯克緊接著創立了金融服務公司X.com，2000年和彼得蒂爾創建的Confinity合并，2001年馬斯克被擠掉CEO的位置，彼得蒂爾代替，公司改名PayPal。2002年，PayPal賣給eBay，馬斯克套現2.5億美元。
2001年初，埃隆·馬斯克還在PayPal期間就策劃了一個叫“火星綠洲”的項目，計劃在火星上建立一個小型實驗溫室，讓來自地球的農作物在火星的土壤里試著生長。但是之后埃隆·馬斯克發現，去俄羅斯宇航公司購買運載火箭的成本大大高出自行研發火箭的成本，于是埃隆·馬斯克于2002年6月成立太空探索技術公司（SpaceX），出任首席執行官兼首席技術官，埃隆·馬斯克開始研究如何降低火箭發射成本，并計劃在未來實現火星移民，打造人類真正的太空文明。SpaceX于2006年發射“獵鷹1號”，但是爆炸了。2007年發射“獵鷹1號”再次爆炸。2008年8月“獵鷹1號”第三次發射再次失敗，SpaceX陷入絕境。面臨絕境，SpaceX于2008年9月進行了決定命運的第四次發射，終于成功。至此SpaceX開始走上正規，接到越來越多的訂單。
2003年7月1日，艾伯哈德和塔彭寧組建了特斯拉電動汽車公司，2004年，馬斯克以650萬美元的投資成為特斯拉最大的持股人和董事長。艾伯哈德出任CEO。2005年1月，特斯拉打造一輛原型汽車，后面由于研發進度緩慢，CEO艾伯哈德于2007年8月被降職為技術總裁，兩人關系破裂，當12月，艾伯哈德徹底離開了特斯拉，馬斯克實際掌握了特斯拉的大權。幾經波折，期間差點因為資金鏈斷裂而破產，特斯拉終于2008年生產出了Roadster，2012年推出ModelS，2015年推出ModelX，一步步走向了成功。
2006年馬斯克的表親們賴夫兄弟成立了一家名叫“太陽城”的公司，太陽城自己不生產太陽能板，而是向其他公司采購太陽能板，然后負責解決余下的所有環節。馬斯克幫他的表親們構思了一個業務模式：太陽城設計一套軟件，用來分析客戶當前的電費賬單、房子的地理位置和房子能夠接收到的太陽能總量，然后確定客戶家里安裝太陽能是否劃算。馬斯克還購買了太陽城公司大約1/3的股權，成為該公司的董事長和最大股東。2012年年后，太陽城已經成為美國國內最大的太陽能板安裝企業，當年太陽城掛牌上市，股價在幾個月內大幅攀升。至2014年，太陽城的市值已經接近70億美元。2016年11月17日特斯拉電動車收購太陽能，特斯拉轉型成為全球唯一垂直整合的能源公司，向客戶提供包括Powerwall能源墻、太陽能屋頂等端到端的清潔能源產品。2017年2月1日，特斯拉汽車公司（TeslaMotorsInc．）正式改名為特斯拉（TeslaInc．）。這意味著汽車不再是特斯拉的唯一業務。
2013年8月，馬斯克公布了“超級高鐵”計劃，并吸引了大批忠實信徒。作為一種全新運輸的方式，“超級高鐵”采用的是一種大型氣動管道，類似于辦公室發送郵件所用的管道。這個設施將由太陽能供電，能將相距一千英里以內的城市連接在一起。“洛杉磯到舊金山、紐約到華盛頓、紐約到波士頓，‘超級高鐵’適用于這樣的城市間交通運輸，”
