Nel 1943 venne catturato dai nazifascisti e quindi, nel febbraio dell'anno successivo, deportato nel campo di concentramento di Auschwitz. Il suo romanzo Se questo è un uomo, che racconta le sue terribili esperienze nel lager nazista, è considerato un classico della letteratura mondiale. Nato a Torino  da Ester Luzzati e Cesare Levi  appartenenti ad una famiglia di origini ebraiche proveniente dalla Provenza e dalla Spagna, Primo Levi visse un'infanzia turbata da alcune incomprensioni con il padre, dovute ad una notevole differenza di età e differenze di carattere. Nel 1934 si iscrisse al Liceo classico di Torino, Nel 1937 si diplomò  e si iscrisse al corso di laurea in chimica presso l'Università di Torino. Nel novembre del 1938 entrarono in vigore in Italia le leggi razziali, dopo che in Germania l'antisemitismo si era manifestato attraverso atti di violenza e sopraffazione. Tali leggi avevano introdotto gravi discriminazioni ai danni dei cittadini italiani che il regime fascista considerava "di razza ebraica". Le leggi razziali ebbero un determinante influsso indiretto sul suo percorso universitario ed intellettuale. Le leggi razziali precludevano l'accesso allo studio universitario agli ebrei, ma concedevano di terminare gli studi a quelli che li avessero già intrapresi. Levi era in regola con gli esami, ma, a causa delle leggi razziali, aveva difficoltà a trovare un relatore per la sua tesi, finché nel 1941 si laureò con lode. Il diploma di laurea riporta la precisazione «di razza ebraica». In quel periodo suo padre si ammalò di tumore. Le conseguenti difficoltà economiche e le leggi razziali resero affannosa la ricerca di un impiego. Nel 1942 si trasferì a Milano, avendo trovato un impiego migliore presso una fabbrica svizzera di medicinali. Qui Levi, assieme ad alcuni amici, venne in contatto con ambienti antifascisti militanti ed entrò nel Partito d'Azione clandestino. Nel 1943 si inserì in un nucleo partigiano operante in Val d'Aosta. Poco dopo, nel dicembre 1943, venne arrestato dalla milizia fascista e trasferito nel campo di transito di Fossoli insieme al suo Generale Luigi Casaburi presso Carpi, in provincia di Modena. Il 22 febbraio 1944, Levi ed altri 650 ebrei vennero stipati su un treno merci e destinati al campo di concentramento di Auschwitz in Polonia. Levi fu qui registrato (con il numero 174.517) e subito condotto al campo di Buna-Monowitz, allora conosciuto come Auschwitz III, dove rimase fino alla liberazione da parte dell'Armata Rossa, avvenuta il 27 gennaio 1945. Fu uno dei venti sopravvissuti fra i 650 che erano arrivati con lui al campo. Il viaggio di ritorno in Italia, narrato nel romanzo La tregua, sarà lungo e travagliato. Si protrarrà fino ad ottobre, attraverso Polonia, Bielorussia, Ucraina, Romania, Ungheria, Germania ed Austria. L'esperienza nel campo di concentramento lo sconvolse profondamente fisicamente e psicologicamente. Giunto a Torino, si riprese fisicamente e riallacciò i contatti con i familiari e gli amici superstiti dell'olocausto. Venne assunto, come chimico, in una fabbrica di vernici, di Settimo Torinese, dove divenne in seguito Direttore Tecnico. Mosso dalla prorompente necessità di testimoniare l'incubo vissuto nel lager, si gettò febbrilmente nella scrittura di un romanzo che fosse testimonianza della sua esperienza ad Auschwitz e che verrà intitolato Se questo è un uomo. In questo periodo conobbe Lucia Morpurgo (1920-2009), che diventò sua moglie. Nel 1947 terminò il manoscritto, ma molti editori, lo rifiutarono. Venne pubblicato da un piccolo editore. Nonostante la buona accoglienza della critica, inclusa una recensione favorevole di Italo Calvino su L'Unità, incontrò uno scarso successo di vendita. Delle 2500 copie stampate, se ne vendettero solo 1500, soprattutto a Torino. In questo periodo Levi abbandonò il mondo della letteratura e si dedicò alla professione di chimico. Nel 1956, a una mostra sulla deportazione a Torino, incontrò uno straordinario riscontro di pubblico. Riprese così fiducia nei propri mezzi espressivi. Partecipò a numerosi incontri pubblici (soprattutto nelle scuole) e ripropose Se questo è un uomo ad Einaudi, che decise di pubblicarlo. Questa nuova edizione incontrò un successo immediato. Uno degli obiettivi che si era proposto scrivendo il suo romanzo era far comprendere al popolo tedesco che cosa era stato fatto in suo nome e di fargliene accettare una responsabilità almeno parziale. Incoraggiato dal successo internazionale, nel 1962, quattordici anni dopo la stesura di Se questo è un uomo, incominciò a lavorare a un nuovo romanzo sul viaggio di ritorno da Auschwitz. Questo romanzo venne intitolato La tregua e vinse la prima edizione del Premio Campiello (1963). Nel 1975 decise di andare in pensione e di dedicarsi a tempo pieno alla sua attività di scrittore. Nello stesso anno uscì la raccolta di racconti Il sistema periodico, in cui episodi autobiografici e racconti di fantasia vengono associati ciascuno ad un elemento chimico. L'opera gli valse il Premio Prato per la Resistenza. Nel 1978 pubblicò La chiave a stella.  Nel luglio del 1978 La chiave a stella vince il premio Strega. Nel 1982 tornò al tema della Seconda guerra mondiale, raccontando in Se non ora, quando? le avventure picaresche di un gruppo di partigiani ebrei di origini polacche e russe. Nel saggio I sommersi e i salvati (1986) tornò per l'ultima volta sul tema dell'Olocausto. L'11 aprile del 1987 Primo Levi morì cadendo dalla tromba delle scale della propria casa di Torino, dando adito al sospetto che si trattasse di un suicidio. Questa ipotesi appare avvalorata dalla difficile situazione personale di Levi, che si era fatto carico della madre e della suocera malate. Il pensiero ed il ricordo del lager avrebbero, inoltre, continuato a tormentare Levi anche decenni dopo la liberazione, sicché egli sarebbe in un qualche modo una vittima ritardata della detenzione ad Auschwitz. Il suicidio di Levi rimane comunque un'ipotesi contestata da molti, poiché lo scrittore non aveva dimostrato in alcun modo l'intenzione di uccidersi e anzi aveva dei piani in corso per l'immediato futuro. Le spoglie dello scrittore riposano presso il campo israelitico del Cimitero monumentale di Torino.