W jednym z wywiadów stwierdził:
Przed wojną nawet nigdy nie byłem w Warszawie, nigdy nie widziałem Krakowa. Więc mogę powiedzieć, że Lwów jest częścią mnie, a ja częścią Lwowa. Jestem wrośnięty we Lwów jak drzewo.
Jego autobiograficzny "Wysoki Zamek" był jedną z nielicznych książek wydanych w PRL-u, które odnosiły się do polskiej przeszłości Lwowa. Historia tego miasta obrosła w polskiej literaturze licznymi mitami. Lem dołożył swój kamyczek do wyidealizowanego obrazu galicyjskiej metropolii, choć ten idylliczny wymiar jest łatwiejszy do zrozumienia, wszak opisuje on świat widziany oczami dziecka i nastolatka z zamożnego domu.
Lwów, w którym dorastał Lem, to trzecie, co do wielkości miasto II RP (po Warszawie i Łodzi). Polska stolica nowoczesności, ostoja wolnej myśli w czasach zaborów. Miasto Szkoły Matematycznej i sławnego Uniwersytetu. Miejsce, w którym perły renesansowej i secesyjnej architektury spotykają się z jaskółkami modernizmu. Miasto, przy którym Wiedeń, jak stwierdził Lem, to po prostu "bardzo powiększony Lwów". Ale to także miasto wielkich kontrastów i napięć: etnicznych, politycznych, klasowych.
W posłowiu do "Wysokiego Zamku" Jurij Andruchowycz Lwów młodego Lema określił jako "miasto dziwów". Miasto lunaparków, sztukmistrzów, czekoladowych fontann. Mglistym i nierealistycznym wspomnieniem tego, że wielka i straszna historia nie omijała też Lwowa, jest ślad po kuli pozostały w lufciku okna sypialni rodziców - pamiątka walk polsko-ukraińskich w 1918 roku.
"Trudnemu" miastu Lem nie poświęca zbyt wiele miejsca. Raz wspomina o tym, jak z balkonu widział zamieszki, które wybuchły, gdy podczas antysanacyjnej demonstracji policja zastrzeliła robotnika, Władysława Kozaka. Obraz przedwojennej biedy wyłania się też, gdy np. pisarz wspomina, jak podczas wyjątkowo mroźnej zimy 1930 roku za wozami węglarzy biegały grupki dzieci próbujące wyłapać spadające na ziemię bryłki. Tak samo niewiele uwagi Lem poświęcił skomplikowanej mozaice etnicznej miasta: nie ma tu dzielnicy żydowskiej, która rozciągała się w bliskim sąsiedztwie jego domu, niewielu jest Ukraińców. W rozmowie z Tomaszem Fiałkowskim Lem opowiada co prawda o swoim ukraińskim koledze z ławki Miśku, z którym jednak rozmawiał w szkole wyłącznie po polsku. Gdy podczas radzieckiej okupacji Lwowa kolega zagadnął go na ulicy po ukraińsku, zdziwiony Lem odpowiedział również w tym języku: "Ty szczo, zdurił?".
Być może pisarz wyidealizował sobie obraz krainy dzieciństwa po koszmarze dwóch okupacji, być może niewiele takie sprawy go wówczas zajmowały; zbyt był zajęty swym bogatym życiem wewnętrznym, światem gwiazd, galaktyk i wynalazków. Lem był mistrzem uników, więc pewne bolesne kwestie na pewno przemilczał (tak jest w przypadku ledwie zarysowanej historii licznej rodziny, z której większość zginęła w Zagładzie). Tak też jednak działa ludzka pamięć, że przypomina raczej chaotyczne rekwizytorium niż uporządkowany katalog zdarzeń. Jak pisał antropolog David Lowenthal w tekście "Przeszłość to inny kraj": "[…] przeszłość traktujemy jak muzeum archeologiczne […] porozrzucanych na chybił trafił szczątków".
We wspomnieniach z dzieciństwa większe znaczenie zdają się mieć zdarzenia dziś anegdotyczne, choć wtedy również przebijające się na pierwsze strony gazet, jak upadek człowieka-muchy, który próbował wspiąć się na jedną ze śródmiejskich kamienic przy pomocy zaledwie "haczyka do zapinania bucików" (swoją drogą piosenkę o tym wypadku napisał starszy kuzyn Lema, Marian Hemar; kończy się ona słowami: "tak się zakończyło straszne widowisko, nie drap się wysoko, to nie spadniesz nisko").