Na adolescência, Tarsila estudou no Colégio Sion, localizado na cidade de São Paulo, porém, completou os estudos numa escola de Barcelona (Espanha). 

Desde jovem, Tarsila demonstrou muito interesse pelas artes plásticas. Aos 16 anos, pintou seu primeiro quadro, intitulado Sagrado Coração de Jesus.

Em 1906, casou-se pela primeira vez com André Teixeira Pinto e com ele teve sua única filha, Dulce. Após se separar, começa a estudar escultura.

Somente aos 31 anos começou a aprender as técnicas de pintura com Pedro Alexandrino Borges (pintor, professor e decorador). 

Em 1920, foi estudar na Academia Julian (escola particular de artes plásticas) na cidade de Paris. Em 1922, participou do Salão Oficial dos Artistas da França, utilizando em suas obras as técnicas do cubismo.

Retornou para o Brasil em 1922, formando o "Grupo dos Cinco", junto com Anita Malfatti, Mario de Andrade, Oswald de Andrade e Menotti Del Picchia. Este grupo foi o mais importante da Semana de Arte Moderna de 1922.

Em 1923, retornou para a Europa e teve contatos com vários artistas e escritores ligados ao movimento modernista europeu. Entre as décadas de 1920 e 1930, pintou suas obras de maior importância e que fizeram grande sucesso no mundo das artes. Entre as obras desta fase, podemos citar as mais conhecidas: Abaporu (1928) e Operários (1933).

No final da década de 1920, Tarsila criou os movimentos Pau-Brasil e Antropofágico. Entre as propostas desta fase, Tarsila defendia que os artistas brasileiros deveriam conhecer bem a arte européia, porém deveriam criar uma estética brasileira, apenas inspirada nos movimentos europeus.

No ano de 1926, Tarsila casou-se com Oswald de Andrade, separando-se em 1930. 

Entre os anos de 1936 e 1952, Tarsila trabalhou como colunista nos Diários Associados (grupo de mídia que envolvia jornais, rádios, revistas).

Tarsila do Amaral faleceu na cidade de São Paulo em 17 de janeiro de 1973. A grandiosidade e importância de seu conjunto artístico a tornou uma das grandes figuras artísticas brasileiras de todos os tempos.