Ce magazine est lancé le 1er avril 1913 sous le nom de La Science et la Vie par Paul Dupuy, fils de Jean Dupuy, ancien ministre, député et directeur du quotidien Le Petit Parisien. Ayant découvert aux États-Unis des magazines consacrés à la vulgarisation scientifique tels que Popular Science et Popular Mechanics, Paul Dupuy décide de créer en France un périodique scientifique similaire au format magazine visant le grand public. Son objectif est alors de mettre à la portée de tous les découvertes scientifiques de l'époque. Les articles, auxquels participent quelques personnalités scientifiques (Guillaume Bigourdan, membre de l'Institut, et Gabriel Lippmann, prix Nobel de physique en 1908, dès le premier numéro, puis Jean-Henri Fabre, de l'Académie française, Edmond Perrier, directeur du Muséum national d'histoire naturelle et président de l'Académie des sciences, et Jean Perrin, futur prix Nobel de physique, dans les deux numéros suivants) sont rédigés dans un style simple, abondamment illustrés, et abordent plusieurs sujets (électricité, physique, médecine, astronomie, etc.).

Le magazine paraît à un rythme mensuel, comprend 144 pages, est imprimé en noir et blanc avec de nombreuses photos, sous une couverture dessinée en couleur, et est vendu 1 franc : il connaît rapidement un grand succès, atteignant cent mille exemplaires. Certains numéros doivent même être réédités pour faire face à la demande. La rédaction publie alors une annonce pour inciter des scientifiques à collaborer à La Science et la Vie, qui compte déjà cinq mille abonnés. À l'aube de la Première Guerre mondiale, son tirage passe à cent cinquante mille exemplaires.

Durant les deux périodes de guerre, le magazine doit s'interrompre : d'abord en août 1914, puis reprend normalement son tirage ; il n'y pas de numéro daté juillet 1940 et août 1944. C'est à partir de février 1943 qu'il prend son titre actuel, Science et Vie. Coïncidence symbolique mais fortuite, son millième numéro est paru le 1er janvier 20011.

En décembre 1945, le magazine publie un premier numéro hors-série consacré à l'« artillerie atomique ». Au fil du temps, ces hors-série thématiques deviennent trimestriels.

Le magazine est à l'origine de la rubrique Blurg, acronyme de baliverne lamentable à l'usage réservé des gogos, utilisée dans ses articles entre les années 1970 et les années 1990, pour stigmatiser des théories faussement scientifiques. L'homéopathie, la numérologie, la fusion froide, la mémoire de l'eau ainsi que certains aspects « New Age » prétendument dérivés de la psychanalyse ont, par exemple, été visées par cette expression. Édité à l'origine par le groupe Excelsior Publications, Science & Vie a fait partie des titres rachetés par le groupe britannique Emap Plc en 2003. À partir de septembre 2006, le magazine est édité par le groupe Mondadori France (filiale du groupe de presse italien Arnoldo Mondadori Editore, propriété de Silvio Berlusconi via la Fininvest). La filiale française édite actuellement toute la famille Science et Vie. Son slogan est ainsi formulé : « Les questions de la Vie, les réponses de la Science »1. Le 31 juillet 2019, Mondadori France est racheté par Reworld Media.