Estuda escultura com William Zadig (1884-1952) e com Mantovani, em 1916, na capital paulista. No ano seguinte tem aulas de pintura e desenho com Pedro Alexandrino (1856-1942), onde conhece Anita Malfatti (1889-1964). Ambas têm aulas com o pintor Georg Elpons (1865-1939). Em 1920 viaja para Paris e estuda na Académie Julian e com Émile Renard (1850-1930). Ao retornar ao Brasil forma em 1922, em São Paulo, o Grupo dos Cinco, com Anita Malfatti, Mário de Andrade (1893-1945), Menotti del Picchia (1892-1988) e Oswald de Andrade (1890-1954).

   Em 1923, novamente em Paris, freqüenta o ateliê de André Lhote (1885-1962), Albert Gleizes (1881-1953) e Fernand Léger (1881-1955). Entra em contato como o poeta Blaise Cendrars (1887-1961), que a apresenta a Constantin Brancusi (1876-1957), Vollard, Jean Cocteau (1889-1963), Erik Satie, entre outros. No ano seguinte, já no Brasil, com Oswald de Andrade, Olívia Guedes Penteado (1872-1934), Mário de Andrade e outros, acompanha o poeta Blaise Cendrars em viagem às cidades históricas de Minas Gerais. Realiza uma série de trabalhos baseados em esboços feitos durante a viagem. Nesse período, inicia a chamada fase pau-brasil, em que mergulha na temática nacional. Em 1925 ilustra o livro de poemas Pau-Brasil, de Oswald de Andrade, publicado em Paris. Em 1928, pinta Abaporu, tela que inspira o movimento antropofágico, desencadeado por Oswald de Andrade e Raul Bopp (1898-1984). Em 1933, após viagem à União Soviética, inicia uma fase voltada para temas sociais com as obras Operários e 2ª Classe.

   Em 1936 colabora como cronista de arte no Diário de São Paulo. A convite da Comissão do IV Centenário de São Paulo faz, em 1954, o painel Procissão do Santíssimo e, em 1956, entrega O Batizado de Macunaíma, sobre a obra de Mário de Andrade, para a Livraria Martins Editora. A retrospectiva Tarsila: 50 Anos de Pintura, organizada pela crítica de arte Aracy Amaral e apresentada no Museu de Arte Moderna do Rio de Janeiro (MAM/RJ) e no Museu de Arte Contemporânea da Universidade de São Paulo (MAC/USP), em 1969, ajuda a consolidar a importância da artista.

Sua família possuía considerável fortuna e diversas fazendas nas quais Tarsila passou a infância e adolescência.
1902 – Em uma breve estadia em Barcelona, Espanha, pintou o quadro “Sagrado Coração de Jesus”.
1906 – Casou-se com André Teixeira Pinto com quem teve sua única filha, Dulce.
1916 – Já separada do marido, começou um curso de escultura com os professores Mantovani e William Zadig, em São Paulo.
1917 – Passou a ter aulas de desenho e pintura com o professor Pedro Alexandrino.
1920 – Viajou para Paris, França, onde ingressou na Académie Julian e começou a frequentar o ateliê de Émile Renard.
1922 – Conseguiu ter uma tela de sua autoria admitida no Salão Oficial dos Artistas Franceses. Retornando ao Brasil, fez parte do Grupo dos Cinco, juntamente com Anita Malfatti, Oswald de Andrade, Mário de Andrade e Menotti del Picchia. Nessa época começou a namorar o escritor Oswald de Andrade. Embora não tenha participado diretamente da Semana de 22, integrou-se ao movimento modernista que então surgia no Brasil.
1923 – Retornando a Paris, manteve contato com intelectuais, pintores, músicos e poetas modernistas, entre os quais o franco-suíço Blaise Cendrars. Passou a frequentar o ateliê de André Lhote e tornou-se aluna de Fernand Léger e Albert Gleizes, grandes mestres cubistas.
1924 – Novamente no Brasil, acompanhada por Blaise Cendrars e Oswald de Andrade, fez uma viagem pelas cidades históricas de Minas Gerais. Essa viagem teve como consequência o surgimento de trabalhos voltados para temas e cores acentuadamente brasileiros. Assim, sua produção entrou na fase denominada “Pau-Brasil”.
1925 – Ficou responsável pelas ilustrações do livro Pau-Brasil, de Oswald de Andrade.
1926 – Expôs com sucesso em Paris e casou-se com Oswald de Andrade.
1928 – Pintou o quadro “Abaporu”, considerado o marco do Movimento Antropofágico em sua arte.
1929 – Expôs individualmente pela primeira vez no Brasil.
1930 – Tornou-se diretora-conservadora da Pinacoteca do Estado de São Paulo, cargo no qual permaneceu por poucos meses. Separou-se de Oswald de Andrade.
1931 – Fez uma rápida viagem a Moscou, na União Soviética, a fim de participar de uma exposição.
1933 – Pintou os quadros “Operários” e “2ª Classe”, considerados o marco de uma nova fase em sua carreira, voltada para a temática social.
ca. 1935 – Passou a viver com o jornalista Luís Martins, em cuja companhia permaneceria até meados da década de 1950.
1936 – Trabalhou como cronista de arte no Diário de São Paulo.
1936-52 – Trabalhou como colunista nos Diários Associados.
1938 – Voltou a se interessar por temas caipiras.
Década de 1950 – Retomou o tema “Pau-Brasil” em sua arte.
1954 – Foi contratada para decorar o pavilhão de história no Parque do Ibirapuera, por ocasião da reforma da área no ano do quarto centenário da cidade. Assim, pintou o painel “Procissão do Santíssimo em São Paulo no Século XVIII”.
1956 – Pintou “O Batizado de Macunaíma”.
2004 – Foi lançada a biografia Tarsila por Tarsila, escrita pela homônima Tarsila do Amaral, sobrinha-neta da pintora.
2008 – Foi finalizada a edição do Catálogo Raisonné Tarsila do Amaral, cujo objetivo é se conhecer a abrangência e a profundidade de sua obra, identificar sua trajetória ao longo do tempo e definir em números exatos sua produção.
Realizou as seguintes exposições individuais:
1926 e 28– Galerie Percier, Paris.
1929 – Palace Hotel, Rio de Janeiro; Salão Glória, São Paulo.
1931 – Museu de Arte Moderna Ocidental, Moscou, Rússia.
1933 – Tarsila do Amaral: retrospectiva, Palace Hotel, Rio de Janeiro.
1936 – Palácio das Arcadas, São Paulo.
1967 – Tema Galeria de Arte, São Paulo.
1969 – Tarsila: 50 anos de pintura, Museu de Arte Moderna, Rio de Janeiro, e Museu de Arte Contemporânea, Universidade de São Paulo, São Paulo.
1970 – Desenhos de Tarsila (de 1919 aos anos 50), Museu de Arte da Prefeitura de Belo Horizonte, Belo Horizonte, Belo Horizonte, MG.
1974 – Tarsila década 20: 30 desenhos de Tarsila do Amaral, Galeria Raquel Arnaud, São Paulo.
1977 – Tarsila do Amaral: desenhos e estudos, Pinacoteca do Estado, São Paulo.
1978 – Tarsila do Amaral: desenhos, Galeria da Escola Guignard, Belo Horizonte.

Participou, entre outras, das seguintes exposições coletivas:
1922 – Salon de la Société des Artistes Français, Grand Palais des Champs Elysées, Paris.
1923 – Exposição de artistas brasileiros, Maison de l'Amerique Latine, Paris.
1926 – Salon des Indépendants, Palais de Bois, Paris.
1928 – Salon des Vrais Indépendants, Paris.
1930 – Exposição de uma casa modernista, Casa Modernista da Rua Itápolis, São Paulo; Exposition de l'École de Paris. Palace Hotel, Rio de Janeiro, e Palacete Glória, São Paulo; The First Representative Collection of Paintings by Brazilian Artists in the International Art Center, Nicholas Roerich Museum, Nova York, Estados Unidos.
1931 – Salão Revolucionário (38ª Exposição Geral de Belas Artes), Escola Nacional de Belas Artes, Museu Nacional de Belas Artes, Rio de Janeiro; Salon des Surindépendants, Paris.
1944 – Exhibition of Modern Brazilian Paintings, Londres e Norwich, Inglaterra.
1951 – 1ª Bienal Internacional de São Paulo, Pavilhão do Trianon, São Paulo, prêmio aquisição e segundo prêmio nacional de pintura.
1952 – Exposição de Artistas Brasileiros, Museu de Arte Moderna, Rio de Janeiro.
1952 – Exposição comemorativa da Semana de Arte Moderna de 1922. Museu de Arte Moderna, São Paulo; Exposição de artistas brasileiros. Museu de Arte Moderna, Rio de Janeiro; Exposición de pintura, dibujos y grabados contemporáneos del Brasil, Museo de Arte Contemporáneo, Facultad de Artes, Universidad de Chile, Santiago, Chile.
1957 – Arte Moderno en Brasil, Museo Nacional de Bellas Artes, Buenos Aires, Argentina.
1961 – Pinturas, desenhos e gravuras do MAM-SP, Saguão do Teatro Nacional, Brasília, DF.
1962 – 40º Aniversário da Semana de Arte Moderna, Petite Galerie, São Paulo; Seleção de obras de arte brasileira da Coleção Ernesto Wolf, Museu de Arte Moderna, São Paulo, SP.
1963 – 7ª Bienal de São Paulo, Fundação Bienal de São Paulo, São Paulo, sala especial.
1964 – 32ª Bienal de Veneza, Veneza, Itália.
1966 – Art of Latin America since Independence, San Diego e San Francisco, Estados Unidos.
1970 – 8º Resumo de Arte do Jornal do Brasil. Museu de Arte Moderna, Rio de Janeiro; A figura feminina como tema. Galeria do Instituto Brasil-Estados Unidos, Rio de Janeiro.
1972 – 2ª Exposição Internacional de Gravura, Museu de Arte Moderna, São Paulo; A Semana de 22: antecedentes e consequências. Museu de Arte de São Paulo, São Paulo.

As seguintes exposições póstumas apresentaram trabalhos da artista:
1973 – 12ª Bienal Internacional de São Paulo, Fundação Bienal, São Paulo.
1974 – Tempo dos Modernistas, Museu de Arte de São Paulo, São Paulo.
1981 – Do Moderno ao Contemporâneo: Coleção Gilberto Chateaubriand, Museu de Arte Moderna, Rio de Janeiro.
1982 – Do Modernismo à Bienal, Museu de Arte Moderna, São Paulo.
1986 – Tarsila 1886-1986, Museu de Arte Contemporânea da Universidade de São Paulo, São Paulo.
1987 – Modernidade: arte brasileira do século XX, Musée d'Art Moderne de la Ville de Paris, Paris, França.
1993 – Latin American Artists of the Twentieth Century, MoMA, Nova York, Estados Unidos.
1993 – Brasil, 100 Anos de Arte Moderna, Museu Nacional de Belas Artes, Rio de Janeiro.
2000 – De la Antropofagía a Brasília: Brasil 1920-1950, IVAM, Centre Julio Gonzáles, Valência, Espanha.
2004 – Novas Aquisições: 1995-2003, Museu de Arte Brasileira, Fundação Armando Álvares Penteado, São Paulo.