Отец — китайский торговец, эмигрировавший на Кубу, мать — мулатка с примесью индейской крови (дочь рабыни из Конго). В 1916 семья переехала в Гавану. В 1918—1923 Лам учился в школе изящных искусств в Гаване, затем переселился в Испанию. Испытал влияние сюрреализма, соединяя его с афро-кубинскими (сантерия) мифологическими мотивами и изобразительными традициями. В 1932 году в жизни художника случилась большая трагедия — смерть жены и ребёнка. Это событие отразилось на его творчестве, придав ему тревожные и мрачные черты. Принимал участие в Гражданской войне в Испании на стороне республиканцев. В 1938 году приехал в Париж, где познакомился с Пикассо и его друзьями (Матиссом, Леже, Миро, Браком, Элюаром), в том же году посетил Мексику, где подружился с Фридой Кало и Диего Риверой. В 1939 его первая персональная выставка состоялась в парижской галерее Пьера Лейба. В 1940 году переезжает в Марсель, где принимает участие в создании «Марсельской игры». В том же году Лам по предложению Андре Бретона иллюстрировал его книгу «Фата Моргана» (издана в Марселе, переиздана в Буэнос-Айресе), позднее иллюстрировал книги Рене Шара и др. В 1940-е годы получил признание, как на родине, так и во всём мире. В 1942 году переехал на Кубу, где прожил 10 лет, затем вернулся во Францию. Находился в оппозиции к режиму Батисты, в 1955 году выставлялся в Гаванском университете в знак солидарности с протестующими студентами. Поддержал новое социалистическое правительство, написав «Третий мир» для президентского дворца.