Трижды посещал Россию, где встречался с Лениным и Сталиным.
Его отец, Джозеф Уэллс (англ. Joseph Wells), и мать, Сара Нил (англ. Sarah Neal), работали в прошлом садовником и горничной в богатом поместье, а позже стали владеть небольшой лавкой фарфоровых изделий. Однако торговля почти не приносила дохода, и в основном семья жила на деньги, которые отец, будучи профессиональным игроком в крикет, зарабатывал игрой. Когда мальчику исполнилось восемь лет, ему «посчастливилось», как он сам выражался, сломать ногу. Именно тогда он и пристрастился к чтению. В том же возрасте Герберт Уэллс поступил в «Коммерческую академию мистера Томаса Морлея» (англ. Mr Thomas Morley's commercial academy), которая должна была подготовить его к профессии торговца. Однако, когда Герберту исполнилось тринадцать лет, его отец сломал бедро, и с крикетом было покончено. Обучение сочли законченным, и Герберту пришлось начинать самостоятельную жизнь.
Образование получил в Кингс-колледже Лондонского университета, который окончил в 1888 году. К 1891 году получил два учёных звания по биологии, с 1942 года доктор биологии.
После ученичества у торговца мануфактурой и работы в аптеке побывал учителем в школе, преподавателем точных наук и помощником у Томаса Гексли. В 1893 году профессионально занялся журналистикой.
С 1903 по 1909 год Уэллс состоял в Фабианском обществе, выступавшем за осторожность и постепенность в политике, науке и общественной жизни.
В 1933 был избран президентом Пен-клуба.
В 1895 году Уэллс написал своё первое художественное произведение — роман «Машина времени» о путешествии изобретателя в отдалённое будущее.
Уэллс считается автором многих тем, популярных в фантастике последующих лет. В 1895 году, за 10 лет до Эйнштейна и Минковского, он объявил, что наша реальность есть четырёхмерное пространство-время («Машина времени»). В 1898 году предсказал войны с применением отравляющих газов, авиации и устройства вроде лазера («Война миров», чуть позднее — «Когда спящий проснётся», «Война в воздухе»). В 1905 году описал цивилизацию разумных муравьёв («Царство муравьёв»). В 1923 году первый ввёл в фантастику параллельные миры («Люди как боги»). Уэллс открыл также такие идеи, позднее тиражированные сотнями авторов, как антигравитация, человек-невидимка, ускоритель темпа жизни и многое другое.
Однако все эти оригинальные идеи были у Уэллса не самоцелью, а скорее техническим приёмом, имевшим целью ярче высветить главную, социально-критическую сторону его произведений. Уже в «Машине времени» он предостерегает, что продолжение непримиримой классовой борьбы может привести к полной деградации общества. В последние десятилетия творчества Уэллс полностью отошёл от фантастики, но его реалистические произведения пользуются меньшей популярностью.
Герберт Уэллс трижды был в России. В первый раз в 1914 году, тогда он останавливался в петербургской гостинице «Астория» на Морской улице, 39. Второй раз в сентябре 1920 года у него была встреча с Лениным. В это время Уэллс жил в квартире М. Горького в доходном доме Е. К. Барсовой на Кронверкском проспекте, 23.
О первом своём посещении большевистского государства Уэллс написал книгу «Россия во мгле». В ней он, среди прочего, подробно описал свою встречу с Лениным и существо различия их позиций:
23 июля 1934 года Уэллс вновь посетил СССР и был принят Сталиным. Об этой встрече Уэллс писал:
Уэллс жил в Лондоне и на Ривьере, часто выступал с лекциями и много путешествовал. Был дважды женат: с 1891 по 1895 на Изабелле Мэри Уэллс, а с 1895 по 1927 — на Эми Кэтрин (Джейн) Роббинс. Во втором браке родились два сына: Джордж Филип Уэллс (англ. ; 1901—1985) и Фрэнк Ричард Уэллс (англ. Frank Richard Wells; 1905—?).
Умер в Лондоне 13 августа 1946 года. На похоронной церемонии Джон Бойнтон Пристли назвал Уэллса «человеком, чьё слово внесло свет во многие тёмные закоулки жизни». Согласно завещанию, после кремации два сына, находясь на острове Уайт, развеяли прах писателя над Ла-Маншем.
На протяжении творческой жизни (с 1895) Уэллс написал около 40 романов и несколько томов рассказов, более десятка полемических сочинений по философской проблематике и примерно столько же работ о перестройке общества, две всемирные истории, около 30 томов с политическими и социальными прогнозами, более 30 брошюр на темы о Фабианском обществе, вооружении, национализме, всеобщем мире и прочем, 3 книги для детей и автобиографию.
Произведения Уэллса переведены на болгарский, венгерский, грузинский, китайский, корейский, монгольский, немецкий, польский, румынский, русский, сербско-хорватский, словацкий, французский, украинский, чешский и японский языки.