Lionel Ray est né en 1935 d’un père d’origine bretonne et d’une mère wallonne. Il passera son enfance dans la ville de Mantes-la-Jolie.
Après avoir publié quelques recueils sous son vrai nom, Robert Lorho, agrégé de langue et littérature françaises, professeur de khâgne au lycée Chaptal, prend en 1970 le pseudonyme de Lionel Ray. Louis Aragon présente ses nouveaux poèmes dans Les Lettres françaises (1970, 1971, 1972), il publie l’essentiel de son œuvre aux éditions Gallimard. Lauréat de prix tels que le prix Goncourt de la poésie (1995), le Grand prix de poésie de la SGDL (Société des gens de lettres), le grand prix de Poésie de la Ville de Lyon, prix Roger-Kowalski, prix de poésie Pierrette-Micheloud (2010), Lionel Ray – après l’avoir présidée durant dix ans – est désormais vice-président de l’Académie Mallarmé, il est également membre des comités de la revue Europe et de plusieurs jurys de prix de poésie (Mallarmé, Max Jacob, Alain Bosquet).
Par ailleurs, il a animé des ateliers d’écriture à l’université de Paris-Sorbonne et dans d’autres villes. Invité en Europe, en Afrique, en Amérique du Sud, aux États-Unis et en Inde, Lionel Ray “accomplit un métier d’oiseau qui ne s’attarde pas.” Son avant-dernier recueil L’Invention des bibliothèques a été publié sous le nom de Laurent Barthélemy, un jeune poète que “Lionel Ray aurait découvert”. Son livre de poèmes Entre nuit et soleil (2010) approfondit cette question d’identité, ainsi que Souvenirs de la maison du Temps (2017), qui est un des thèmes majeurs de son œuvre. Il publie en 2023 Les récits de l’ombre (et autres poèmes) chez Gallimard.