Pedro Salinas nasce a Madrid, il 27 novembre 1891 e vi trascorre la prima giovinezza. Dopo due anni di studi in Legge, si iscrive alla facoltà di Lettere, laureandosi in letteratura spagnola.
Nel 1915 si sposa. Rimane tre anni a Parigi come lettore di spagnolo alla Sorbona (1914-1917), poi professore universitario di Letteratura nella Università di Siviglia (1918-1926) e quindi in quella di Murcia. Esercita come lettore di spagnolo nell'Università di Cambridge (1922-23), e, come professore della Scuola Centrale di Lingue di Madrid, collabora con il Centro di Studi Storici dell'Università Internazionale di Santander (1933-1936).
Nel 1936, di fronte all'avanzata del Franchismo, abbandona la Spagna per sempre.

Insegna nelle principali Università statunitensi (Berkeley, Duke University, University of South California) e all'Università di Puerto Rico.
Collaboratore delle principali riviste letterarie spagnole (España, Prometeo, Revista de Occidente) è stato amico di tutti i più grandi scrittori, poeti e intellettuali della sua epoca, da Unamuno a Valle Inclán, da Machado a Ortega y Gasset, García Lorca, Rafael Alberti, Juan Ramón Jiménez.
Muore a Boston (Stati Uniti) nel 1951, ma i suoi resti giacciono nel cimitero di San Juan di Porto Ricco.

Il suo primo libro di poemi, Presagios venne pubblicato nel 1924, sotto una grande influenza del poeta Juan Ramón Jiménez. Seguirono Seguro azar (1929), Fábula y signo (1931). La voz a ti debida (1933), titolo preso da un verso di Garcilaso de la Vega, è la sua opera principale. Razón de amor (1936) è un libro pieno di passione ed inquietudine. La trilogia che, secondo alcuni esperti, lo consacra a migliore autore spagnolo di quella che è stata chiamata "poesia pura", si conclude con Largo lamento (1939).
Riunì tutta la sua opera anteriore nel volume Poesía junta (1942), pubblicò El contemplado (1946), e Todo más claro ed altri poemi (1949). Confianza è un libro postumo (1952) dove Salinas recupera l'intimismo della sua prima epoca. Fù anche autore del libro di narrazioni in prosa, Víspera del gozo (1926), il romanzo La bomba increíble (1950), ed una dozzina di opere teatrali poco rappresentate, tra esse La fuente del arcángel.
Scrisse numerosi studi sulla letteratura spagnola, come Jorge Manrique o Tradición y originalidad (1947) e La poesía de Rubén Darío (1948).
Pedro Salinas scrisse alcuni fra i più bei poemi d'amore della letteratura spagnola del XX secolo che erano segretamente dedicati ad una donna, l'insegnante statunitense Katherine Whitmore.
A lei scrisse anche molte lettere che vennero pubblicate nel 2002 con il titolo di Lettere a Katherine Whitmore, l'epistolario segreto del grande poeta d'amore, cinquant'anni dopo la sua morte e venti da quella della sua amante.