Inicia seu aprendizado artístico com a mãe, Bety Malfatti (1866 - 1952). Devido a uma atrofia congênita no braço e na mão direita, utiliza a esquerda para pintar. No ano de 1909, pinta algumas obras, entre elas a chamada Primeira Tela de Anita Malfatti. Reside na Alemanha entre 1910 e 1914, onde tem contato com a arte dos museus, freqüenta por um ano a Academia Imperial de Belas Artes, em Berlim, e posteriormente estuda com Fritz Burger-Mühlfeld (1867 - 1927), Lovis Corinth (1858 - 1925) e Ernst Bischoff-Culm. Nesse período também se dedica ao estudo da gravura. De 1915 a 1916 reside em Nova York e tem aulas com George Brant Bridgman (1864 - 1943), Dimitri Romanoffsky (s.d. - 1971) e Dodge, na Arts Students League of New York, e com Homer Boss (1882 - 1956), na Independent School of Art. Sua primeira individual acontece em São Paulo, em 1914, no Mappin Stores, mas é a partir de 1917 que se torna conhecida quando em uma exposição protagonizada pela artista - em que também expunham artistas norte-americanos - recebe críticas de Monteiro Lobato (1882 - 1948) no artigo A Propósito da Exposição Malfatti, mais tarde transcrito em livro com o títuloParanóia ou Mistificação? Em sua defesa, Oswald de Andrade (1890 - 1954) publica, em 1918, artigo no Jornal do Comércio. Estuda pintura com Pedro Alexandrino (1856 - 1942) e com Georg Elpons (1865 - 1939) exercita-se no modelo nu. Em 1922, participa da Semana de Arte Moderna expondo 20 trabalhos, entre eles O Homem Amarelo (1915/1916) e integra, ao lado de Tarsila do Amaral (1886 - 1973), Mário de Andrade (1893 - 1945), Oswald de Andrade (1890 - 1954) e Menotti Del Pichia (1892 - 1988), o Grupo dos Cinco. No ano seguinte, recebe bolsa de estudo do Pensionato Artístico do Estado de São Paulo e parte para Paris, onde é aluna de Maurice Denis (1870 - 1943), freqüenta cursos livres de arte e mantém contatos com Fernand Léger (1881 - 1955), Henri Matisse (1869 - 1954) e Tsugouharu Foujita (1886 - 1968). Retorna ao Brasil em 1928 e leciona desenho e pintura no Mackenzie College, na Escola Normal Americana, na Associação Cívica Feminina e em seu ateliê. Na década de 1930, em São Paulo, integra a Sociedade Pró-Arte Moderna - SPAM, a Família Artística Paulista - FAP e participa do Salão Revolucionário. A primeira retrospectiva acontece em 1949, no Museu de Arte de São Paulo Assis Chateaubriand - Masp. Em 1951, participa do 1º Salão Paulista de Arte Moderna e da 1ª Bienal Internacional de São Paulo.

Realizou diversas mostras individuais, como as que se seguem: 1921 – Politeama Rio Branco, Santos, SP. 1926 – Galerie André, Paris. 1937 – Palace Hotel, Rio de Janeiro. 1938, 50 – Rua Ceará, 219, São Paulo (ateliê da artista). 1949 – Retrospectiva, Museu de Arte de São Paulo. 1955 – Museu de Arte de São Paulo, São Paulo. 1957 – Exposição Comemorativa do Quadragésimo Aniversário da Exposição de 1917, Clubinho, São Paulo. 1963 – Casa do Artista Plástico, São Paulo.

Tomou parte de diversas exposições coletivas, entre as quais as seguintes: 1917-19, 22 – Exposição Geral de Belas Artes, Escola Nacional de Belas Artes, Rio de Janeiro. 1924, 25 – Salão de Outono, Grand Palais, Paris. 1926 – Salão de Outono, Palais de Bois, Paris. 1928 – Societé des Artistes Indépendants, Grand Palais, Paris. 1930 – International Art Center, Nicholas Roerich Museum, Nova York. 1931 – Salão Revolucionário, Escola Nacional de Belas Artes, Rio de Janeiro. 1934-38, 40 – Família Artística Paulista, Esplanada Hotel de São Paulo. 1948 – Pintoras e Escultoras de São Paulo, Teatro Municipal de São Paulo. 1951 – 1ª Bienal Internacional de São Paulo, Pavilhão do Trianon, São Paulo; 1º Salão Paulista de Arte Moderna, Galeria Prestes Maia, São Paulo. 1954 – Museu de Arte Moderna, São Paulo. 1957– Museo de Arte Moderno, Buenos Aires; Museo de Arte de Lima; Museo Municipal de Bellas Artes Juan B. Castagnino, Rosário, Argentina; Museo de Arte Contemporâneo, Santiago do Chile. 1960 – Contribuição da Mulher às Artes Plásticas do País, Museu de Arte Moderna, São Paulo. 1963 – Bienal Internacional de São Paulo. 1964 – Galeria Ibeu Copacabana, Rio de Janeiro.