1924년 전라남도 고흥에서 태어났다. 1937년 광주공립여자고등보통학교에 입학하여 미술 교사에게 그림을 배웠고, 고등학교 졸업 후 동경여자미술전문학교에 입학했다. 동경여자미술전문학교 재학 중 제22회 조선미술전람회에 외할아버지를 그린 〈조부〉로 입선했고, 제23회에는 졸업작품인 〈노부〉로 입선했다. 1951년 〈생태〉로 본격적으로 이름을 알렸다. 1955년 〈정靜〉으로 대한미술원협회전에 출품하여 대통령상을 받았다. 1963년 도쿄 니시무라 화랑에서 첫 개인전을 가졌고 1965년 도쿄 이토 화랑에서 두 번째 개인전을 가졌으며, 1969년 제10회 상파울루 비엔날레에 출품했다. 1969년 유럽과 남태평양을, 1974년에는 아프리카와 유럽을 여행하며 이국 풍물을 소재로 다양한 그림을 그렸다. 1971년 서울특별시문화상, 1975년 3?1문화상을 받았다. 1954~1973년 홍익대학교 미술대학 교수를 역임했다. 근대 한국화를 대표하는 화가로 꽃과 여인을 주로 그렸고 수필집으로 《천경자 아프리카 기행화문집》, 《한恨》 등이 있다. 2015년 8월 미국 뉴욕에서 세상을 떠났다.