拉普拉斯生于諾曼底的博蒙。他父親是農場主。拉普拉斯早年在學校學習時即已顯出數學才能，18歲時（1767年）離家到巴黎，決定從事數學工作。于是帶著一封推薦信去找當時法國著名學者達朗貝爾，但被后者拒絕接見。拉普拉斯就寄去一篇力學方面的論文給達朗貝爾。這篇論文出色至極，以至達朗貝爾忽然高興得要當他的教父，并使拉普拉斯被推薦到軍事學校教書。

此后，他同拉瓦錫在一起工作了一個時期，他們測定了許多物質的比熱。1780年，他們兩人證明了將一種化合物分解為其組成元素所需的熱量就等于這些元素形成該化合物時所放出的熱量。這可以看作是熱化學的開端，而且，它也是繼布拉克關于潛熱的研究工作之后向能量守恒定律邁進的又一個里程碑，60年后這個定律終于瓜熟蒂落地誕生了。

拉普拉斯把注意力主要集中在天體力學的研究上面。他把牛頓的萬有引力定律應用到整個太陽系。1773年解決了一個當時著名的難題：解釋木星軌道為什么在不斷收縮，而同時土星軌道又在不斷膨脹。拉普拉斯用數學方法證明（盡管是近似的），行星的軌道大小只有周期性變化。這就是著名的拉普拉斯定理，從此開始了太陽系穩(wěn)定性問題的研究。同年，他成為法國科學院副院士。

1784～1785年，他求得天體對其外任一質點的引力分量可以用一個勢函數來表示，這個勢函數滿足一個偏微分方程，即著名的拉普拉斯方程。1785年他被選為科學院院士。他長時間內主要從事大行星運動理論和月球運動理論方面的研究工作。在總結前人研究的基礎上取得大量的重要成果，使得這些天體的運動理論系統(tǒng)化。

1786年證明行星軌道的偏心率和傾角總保持很小和恒定，能自動調整，即攝動效應是守恒和周期性的，不會積累也不會消解。拉普拉斯注意到木星的三個主要衛(wèi)星的平均運動Z1，Z2，Z3服從下列關系式：Z1-3×Z2+2×Z3=0。同樣，土星的四個衛(wèi)星的平均運動Y1，Y2，Y3，Y4也具有類似的關系：5×Y1-10×Y2+Y3+4×Y4=0。后人稱這些衛(wèi)星之間存在可公度性，由此演變出時間之窗的概念。

1787年發(fā)現月球的加速度同地球軌道的偏心率有關，從理論上解決了太陽系動態(tài)中觀測到的最后一個反常問題。

1796年他的著作《宇宙體系論》問世，書中提出了對后來有重大影響的關于行星起源的星云假說。在這部書中，他獨立于康德，提出了第一個科學的太陽系起源理論——星云說。康德的星云說是從哲學角度提出的，而拉普拉斯則從數學、力學角度充實了星云說，因此，人們常常把他們兩人的星云說稱為“康德-拉普拉斯星云說”。

他長期從事大行星運動理論和月球運動理論方面的研究，尤其是他特別注意研究太陽系天體攝動，太陽系的普遍穩(wěn)定性問題以及太陽系穩(wěn)定性的動力學問題。在總結前人研究的基礎上取得大量重要成果，他的這些成果集中在1799～1825年出版的五卷十六冊巨著《天體力學》內。這部著作第一次提出了天體力學的學科名稱，是經典天體力學的代表作。此外，他在1796年出版的《宇宙體系論》中具體提出了太陽系起源的星云說，在天文學和自然科學發(fā)展上起了重要作用。拉普拉斯在數學上也有重大貢獻，是歷史上著名的數學家之一。

1799年出版了巨著《天體力學》的頭兩卷，主要論述行星運動、行星形狀和潮汐。同年，他還擔任了法國經度局局長，在拿破侖政府中擔任過六個星期的內政部長。

1802年出版第三卷，論攝動理論。1805年出版第四卷，論木星四顆衛(wèi)星的運動及三體問題的特殊解。1825年出版第五卷，補充前幾卷的內容。由于拉普拉斯在天體力學上的貢獻，他被譽為"法國的牛頓"。

1816年成為法蘭西學院院士，1817年任院長。1827年3月5日卒于巴黎。

他發(fā)表的天文學、數學和物理學的論文有270多篇，專著合計有4006多頁。其中最有代表性的專著有《天體力學》、《宇宙體系論》和《概率分析理論》（1812年發(fā)表）。

拉普拉斯曾任拿破侖的老師，所以和拿破侖結下不解之緣。拉普拉斯在數學上是個大師，在政治上是個小人物、墻頭草，總是效忠于得勢的一邊，被人看不起，拿破侖曾譏笑他把無窮小量精神帶到內閣里。（法語：et portait enfin l’esprit des `infiniment petits’ jusque dans l’administration.）在席卷法國的政治變動中，包括拿破侖的興起和衰落，沒有顯著地打斷他的工作。盡管他是個曾染指政治的人，但他的威望以及他將數學應用于軍事問題的才能保護了他，同時也歸功于他顯示出的一種并不值得佩服的在政治態(tài)度方面見風使舵的能力。

拉普拉斯寫過一篇關于概率的哲學論文，在文中他給出了一個古怪的關于太陽會升起的概率的方程，他聲稱這個概率是(d + 1) / (d + 2)，d是過去太陽升起的天數。他也意識到這個結果的荒謬性，并隨后指出這個概率對他而言是太大了，至少他于當下看不到有什么力量能阻擋日落日出。

有一個關于拉普拉斯與拿破侖的故事經常被引用（盡管其真實性成疑），內容是跟神的存存性有關。其中一個版本如下：

“當拿破侖看到拉普拉斯所著的《天體力學》時，問拉普拉斯，為何在他的書中一句也不提上帝。拉普拉斯明確地回答：u2018陛下，我不需要那個假設。u2019（法語：Je n’avais pas besoin de cette hypothèse-là.）拿破侖將這句話告訴約瑟夫·拉格朗日，拉格朗日卻說：u2018這是個好假設！它可以解釋許多事情。u2019（法語：Ah! c’est une belle hypothèse; ?a explique beaucoup de choses.）”