Ray nasceu Charles Olden em Wigan, Lancashire, Inglaterra, filho do cantor cômico e imitador Charles Olden (que usava o nome artístico de Charlie Alden) e sua esposa Margaret Ellen (nascida Kenyon). Seus pais se mudaram para Liverpool poucos dias depois de seu nascimento, e os habitantes de Liverpool o consideram um morador local. Ele foi educado na escola municipal de Anfield e na Liverpool Collegiate School, e quando jovem desejava se tornar um jogador de futebol. Como um comediante dos anos 1940 e 1950, ele demonstrou suas habilidades improvisadas em seu programa de rádio semanal Ray's A Laugh de 1949 a 1961. Um comediante de music hall, Ray geralmente tocava violino mal como parte de sua atuação - primeiro como Hugh Neek, depois "Nedlo, o Violinista Cigano". Ele também desempenhou papéis de comédia em vários filmes britânicos - notavelmente como o diretor de Carry On Teacher.
Ele é mais lembrado pelo programa de rádio de domingo na hora do almoço, Ray's a Laugh, uma comédia doméstica na qual Kitty Bluett interpretou sua esposa. Outros atores e atrizes que participaram do show incluíram Peter Sellers, Fred Yule, Patricia Hayes, Kenneth Connor, Pat Coombs e Graham Stark; As primeiras aparições de Sellers antecederam o The Goon Show em alguns anos. Em 1940 e 1950, Ray foi o Rei Rato da Grande Ordem dos Ratos da Água.
Ray apareceu na televisão, lendo no Jackanory, um programa infantil, nas décadas de 1960 e 1970. Em 1974, ele apresentou um programa de rádio na BBC Radio 2, The Betty Witherspoon Show, com Kenneth Williams, Miriam Margolyes e Nigel Rees. Ele também esteve envolvido em Jokers Wild, um game show de comédia de celebridades da ITV (1969-74), que foi presidido por Barry Cryer. Arthur Askey foi outro regular no programa.
Ray era um excelente jogador de golfe, frequentemente jogando com esportistas profissionais. Mais tarde em sua carreira, ele apareceu com Jimmy Edwards, Arthur Askey e Cyril Fletcher no painel de comédia de rádio Does the Team Think?
Ele foi o tema de This Is Your Life em duas ocasiões, em outubro de 1955, quando foi surpreendido por Eamonn Andrews no BBC Television Theatre, e em fevereiro de 1975, quando Andrews o surpreendeu na porta de sua casa em Southgate.
Em 1975, voltando para casa após um dia de golfe e bebidas alcoólicas, duas de suas paixões, Ray se envolveu em um grave acidente automobilístico. Os ferimentos sofridos foram fisicamente debilitantes e o deixaram dependente de muletas; ele foi condenado por dirigir perigosamente sob a influência de álcool.
Em 16 de junho de 1977, ele gravou uma entrevista de meia hora, falando sobre sua vida, que foi transmitida em 25 de julho de 1977. Isso foi repetido na série It's a Funny Business da Radio 4 Extra em 3 de novembro de 2013.
Em 8 de novembro de 1977, ele sofreu um ataque cardíaco fatal.
Ele se casou com a showgirl Dorothy Sybil (nascida em 1909), filha do engenheiro mecânico George Henry Stevens; o casal teve dois filhos: Robin Ray, uma conhecida personalidade da televisão nas décadas de 1960 e 1970, que iniciou Call My Bluff e especialista shows de música clássica, e Andrew Ray, uma estrela infantil dos anos 1950 que teve uma longa carreira no palco, cinema e televisão.