Der 1954 in Chicago geborene Nachfahre zweier polnischer Holocaust-Überlebenden, die sich nach der Befreiung aus Konzentrations- und Arbeitslagern 1948 in Brooklyn kennengelernt hatten, lehrt Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik am California Institute of Technology in Pasadena. Er hat in einem israelischen Kibbuz gearbeitet, an der Brandeis University in Waltham, Massachusetts, studiert, 1981 an der University of California in Berkeley über quantenphysikalische Problemlösungen promoviert und später am Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching geforscht. 2001 entkam er knapp den Terror-Anschlägen auf das World Trade Center, als er beim südlichen Tower auf der Straße stand.
Ab 1985 schrieb Mlodinow Drehbücher für TV-Serien wie „ MacGyver”, „Hunter” und „Star Trek” sowie Comedy-Skripts – bevor sein erstes Drehbuch angenommen wurde, hatte er nur noch 110 Dollar auf der Bank. Später arbeitete er einige Jahre als Erfinder und Produzent von Computerspielen sowie als Vizepräsident einer Software-Entwicklungsfirma. Neben zwei Kinderbüchern verfasste er mehrere populärwissenschaftliche Sachbücher. Gerade schreibt er an einem Buch über die Neurobiologie des Sozialverhaltens.
