1912年,他考入浙江省立蠶業(yè)專科學(xué)校。在校6年,矢志苦學(xué),并初步接受了舊民主主義革命思想。

畢業(yè)后,先在紫陽、富平縣立、西安省立職業(yè)學(xué)校任教。后歸岐,1923年在周公廟創(chuàng)辦岐山職業(yè)學(xué)校,并設(shè)一平民傳習(xí)所,傳授木科、竹科、硯科技藝,培養(yǎng)了一大批實業(yè)人才。

1926年冬,經(jīng)李琦、曹永豐介紹,雷星階加入共產(chǎn)黨,不久,被選為中共岐山特別支部委員。

1927年初,根據(jù)黨的指示,雷星階跨黨加入國民黨,幫助建立國民黨岐山縣黨部,任主任委員。同年4月,受地下黨的指示,出任岐山縣教育局局長,清除教育界的渣滓,安插共產(chǎn)黨員和進(jìn)步人士任教。7月,根據(jù)黨的決定,在劉家原召公祠創(chuàng)辦單級師范學(xué)校,委派李琦為校長,培訓(xùn)全縣國民學(xué)校教師,傳播革命思想。同月中共岐山特支改建為中共岐山區(qū)委,他任區(qū)委委員。

1928年,他因參與并主持中共岐山地下組織舉行的巴黎公社紀(jì)念大會,以“共產(chǎn)黨嫌疑”被捕,后被釋。7月,他再陷囹圄,被國民黨特務(wù)分子視為要犯,對其軟硬兼施,酷刑逼供,致使幾次昏死。但始終未能從他口中得到岐山共產(chǎn)黨組織的一字秘密。敵軍事裁判處抓不住任何把柄,岐山教育界又聯(lián)名保釋,只得將他釋放。

1929年前后,雷星階與黨組織失去了聯(lián)系,他輾轉(zhuǎn)到鳳縣,支持周肇岐發(fā)動“鳳縣兵變”,帶出鳳縣民團(tuán)百余人,編入西北民軍楊萬青警衛(wèi)團(tuán)。后來他又在西北民軍、扶風(fēng)災(zāi)童教養(yǎng)院等處任職。任職期間,一貫熱心公益事業(yè),同情人民疾苦。他不畏權(quán)勢,遇社會不平,輒公然斥責(zé),以自己的言行影響了周圍人士。

1936年,他應(yīng)邀重建益店小學(xué),任校長。當(dāng)時岐山地下黨組織早已恢復(fù),組織考慮到他以合法身份做黨的外圍工作作用更大,決定暫不恢復(fù)他的組織關(guān)系。此后,雷星階以校長的合法身份,先后聘請孫生賢、張維漢、李秉樞、周肇岐等地下黨員、地下支部的負(fù)責(zé)人在益小任職或任教,指導(dǎo)全縣地下黨的工作。對于他們在學(xué)校的集會,護(hù)送過往人員等,他雖未直接參與,暗中卻做了各種應(yīng)急、保衛(wèi)工作,益店小學(xué)成了由西安去陜北的中轉(zhuǎn)站,他被譽(yù)為“革命照壁”。西安事變后,雷星階積極宣傳抗日,揮筆寫下了“土地有方絕屬我,山河一寸不讓人”的對聯(lián)。1938年冬,他發(fā)起成立了岐山抗敵后援會,任主任委員。

1944年夏,雷星階再次被捕。國民黨岐山縣長立即審問,但毫無所獲,無奈,將他關(guān)押到寶雞專署。他在獄中滿口之乎者也,儼然一個大儒,迷惑了敵人,加之地下黨組織通過統(tǒng)戰(zhàn)關(guān)系做工作,獲釋出獄。

1945年抗日戰(zhàn)爭勝利后,國民黨制造民主假象,民選鄉(xiāng)、鎮(zhèn)長。龍尾鄉(xiāng)鄉(xiāng)民公推雷星階為鄉(xiāng)長。他本想為民做點好事,但因國民黨政府腐敗,鄉(xiāng)府官員狼狽為奸,以放賭、捕煙民弄錢為事,所見所聞,使他意識到自己的耿介與當(dāng)時的黑暗制度極不相容,故于1946年4月憤然辭職。

解放后,雷星階歷任益店小學(xué)校長、縣教育科科長等職。曾當(dāng)選為省、縣各界人民代表會議代表、省政協(xié)委員等。“文化大革命”中雷星階被誣為“叛徒”,橫遭摧殘,不幸于1969年逝世,終年79歲。

1978年12月,中共岐山縣委為其舉行追悼大會,給予平反昭雪。