Nato nel 1901 da una famiglia della nobiltà polacca, nel 1918 si arruolò nell'Armata polacca. Nel 1939 partecipò alla battaglia di Varsavia; dopo la capitolazione della città fu membro attivo della resistenza al nazismo. Nel settembre 1940, con il permesso dei suoi superiori, si fece arrestare dalla Gestapo e per tre anni fu prigioniero nel campo di concentramento di Auschwitz per organizzarvi la rete di resistenza e inviare rapporti sulla situazione nel campo. Fuggì nel 1943 e nel 1944 partecipò alla rivolta di Varsavia. Nel 1945, per conto del governo polacco in esilio a Londra, fu spedito nuovamente in missione nella Polonia occupata dalle truppe sovietiche, finendo in un campo di lavoro sovietico nelle vesti di prigioniero politico. Fu scoperto, processato e giustiziato nel maggio del 1948. Fino al crollo dell'Unione Sovietica le informazioni riguardanti l'attività di Pilecki sono state censurate.