Род. в Петрограде. Брат литературоведа Л.М.Лотман. Участник 2Мв; капитан. Был членом КПСС (с 1942).Окончил ЛГУ (1950). Работал в Тартусском учительском ин-те (1950-54), в Тартусском ун-те (с 1954). Руководил выпуском серии “Труды по знаковым системам” (с 1964). Доктор филол. наук (1960). профессор (1961), академик АН Эстонии (1990).

Печатался с 1948. Автор кн.: Андрей Сергеевич Кайсаров и литературно-общественная борьба его времени. Тарту, 1958; Лекции по структуральной поэтике. Тарту, 1964 (на румын. языке - Бухарест, 1970; на сербск. языке - Сараево, 1970; на нем. языке - Мюнхен, 1972); Типология культуры. Вып. 1 и 2. Тарту, 1970, 1973; Структура художественного текста. М.. 1970 (на франц. языке - Париж, 1973; на англ. языке - Мичиган, 1977; на словац. языке - Братислава, 1990); Анализ поэтического текста. Л., 1972 (на англ. языке - Мичиган, 1976; Семиотика кино и проблемы киноэстетики. Таллин, 1973 (на швед. языке - Стокгольм, 1973; на англ. языке - Мичиган, 1976; на польск. языке - Варшава, 1983); Роман в стихах А.С.Пушкина "Евгений Онегин". Спецкурс. Тарту, 1975; Культура как коллективный интеллект и проблемы искусственного разума. М., 1977; Роман А.С.Пушкина "Евгений Онегин". Комментарии. Л., 1980, 1983; Александр Сергеевич Пушкин. Биография писателя. Л., 1981, 1983 (на чеш. языке - Прага, 1987; на нем. языке - Лейпциг, 1989); Сотворение Карамзина. М., “Книга”, 1987; В школе поэтического слова: Пушкин, Лермонтов, Гоголь. Книга для учителя. М., “Просвещение”, 1988; Статьи о русской и сов. поэзии. Таллин, 1989 (в соавторстве с З.Г.Минц); : Избранные статьи в 3 тт., Таллинн, "Александра", 1992-93. Печатался в ж-лах “НМ” (1985, № 2), “ЛО” (1989, № 6). Посмертно выпущены кн. Л.: Лекции по структуральной поэтике. Избранные статьи и выступления 1992-1993 гг. - В кн.: Ю.М.Лотман и тартусско-московская семиотическая школа. М., "Гнозис", 1994; Беседы о русской культуре. СПб, "Искусство", 1994; Культура и взрыв. Статьи о динамике культуры. М., "Гнозис", 1994; Диалог с экраном. Таллинн. "Александра", 1995 (в соавторстве с Ю.Цивьяном); Пушкин. СПб, “Искусство”, 1995 (предисловие Б.Ф.Егорова); Великосветские обеды. Панорама столичной жизни. СПб, “Пушкинский фонд”, 1996 (в соавторстве с Е.Погосян); О поэтах и поэзии. СПб, “Искусство”, 1996, 2001 (предисловие М.Гаспарова); Внутри мыслящих миров. Человек - текст - семиосфера - история. М., “Языки русской культуры”, 1996, 1999; Письма 1940-1993. М., “Школа Языки совр. культуры”, 1997; Карамзин. Сотворение Карамзина. Статьи и исследования. СПб, “Искусство-СПб”, 1997; О русской литературе. Статьи и исследования. СПб, “Искусство-СПб”, 1997; Об искусстве. СПб, “Искусство”, 1998; Карамзин. (“ЖЗЛ”). М., “Молодая гвардия”, 1998; Семиосфера. Культура и взрыв. Внутри мыслящих миров. СПб, “Искусство”, 2000, 2001; Учебник по русской литературе для средней школы. М., “Языки русской культуры”, 2000. Издается Собр. соч.. М., “ОГИ”, 2000, т. 1.

Член Королевского научного общества (Великобритания), Норвежской, Шведской, Эстонской академий. Был членом редколлегий “Библиотеки поэта” (с 1992) и биограф. словаря "Русские писатели. 1800-1917".

Премия им. Ю.Смуула Госкомиздата и СП Эстонии (1987).

Был женат на литературоведе З.Г.Минц. Жил и умер в Таррту.