Nació el 1 de octubre de 1892 en la ciudad de La Plata, Provincia de Buenos Aires. Estudió en la Escuela de Bellas Artes de La Plata y se ejercitó en el dibujo en sus visitas al Museo de Historia Natural de la misma ciudad. Luego de tomar un curso de perspectiva, comenzó a exhibir sus primeras obras en las vidrieras de la tienda Gath & Chaves y a publicarlas en las revistas La Ciudad y Rayos de Sol. En junio de 1911 realizó su primera exposición en las salas del desaparecido diario platense Buenos Aires.

En 1913 se trasladó a Florencia, Italia, donde se encontró con otros artistas argentinos y latinoamericanos. Allí abandonó sus estudios académicos muy pronto y se dedicó a observar las obras de los grandes maestros y a estudiar diversas técnicas. Trabajó gratis para talleres de mosaico, fresco, vitrales, dorado a la hoja. Enla librería Gonnelli tuvo lugar en noviembre de 1913 la Esposizione Futurista “Lacerba”, a partir de la cual tomó contacto con Filippo T. Marinetti y otros futuristas y vanguardistas florentinos. A mediados de 1914 produjo sus primeros dibujos abstractos como Force centripete, Espansione dinamica o Movimiento nello spazio. Luego de realizar estudios sobre la luz, elaboró un sistema propio en torno al color, centrado en sus relaciones y armonías, a través de los diferentes porcentajes de cada color. Entre 1916 y 1917 vivió en Roma, donde trabó amistad con los artistas del círculo vanguardista de las revistas Cronache d’Attualitá y Valori Plastici, entre ellos, Enrico Prampolini, Giorgio De Chirico y Carlo Carrà. Luego se instaló en Milán, donde fue admitido como “socio pittore” en la Famiglia Artistica. En esta época se ganó la vida ilustrando libros, diseñando vitraux y realizando proyectos escenográficos. Viajó a Viena y a varias ciudades alemanas, y en 1923 expuso en la galería Der Sturm de Berlín.

En julio de 1924 regresó a Buenos Aires, donde se unió al grupo del periódico Martín Fierro y presentó en el Salón Witcomb su primera exposición tras once años de ausencia: las ochenta y seis obras exhibidas causaron un gran revuelo por su vanguardismo asociado al futurismo y cubismo. Expuso también en la Galería Müller y participó junto a Sarfatti en la organización de la muestra Novecento italiano en Amigos del Arte. En 1930 fue nombrado Director del Museo Provincial de Bellas Artes de La Plata, cargo que ocuparía hasta 1947. En 1934 conoció a María Rosa González, fotógrafa y crítica chilena con quien se casó en 1941. En 1935 pintó el óleo Caminantes, que para él marcó una nueva etapa en su obra. En 1937 inició su amistad con Julio E. Payró; en 1938 polemizaba con Antonio Berni en torno al “nuevo realismo”; un año más tarde se acercaba a Jorge Romero Brest. En 1940, Amigos del Arte realizó una retrospectiva con cuarenta y una obras de 1917-1938. Importantes museos de los Estados Unidos lo invitaron a exponer individual y colectivamente; en 1943 el MoMA de Nueva York le compró su obra Copa verde-gris. En 1948 realizó otra retrospectiva en el Salón Peuser y en 1950 la Exposición retrospectiva del pintor Emilio Pettoruti, en el Museo Nacional de Bellas Artes de Chile. Al año siguiente viajó por Europa y en 1953 se instaló en París, donde inició su última etapa pictórica. Allí participó en las exposiciones Durand-Ruel (1954); Arte Abstracto, Las primeras Generaciones 1910-1939 en el Musée d’Art de Saint.Etienne (1957); 50 Años de Pintura Abstracta, organizada por Michel Seuphor; y en otras muestra individuales que acercaron su obra al público de esa ciudad. En 1960 integró la Primera Exposición Internacional de Arte Moderno en el Museo de Arte Moderno de Buenos Aires y Construction and Geometry in Painting, en Nueva York. En 1961 compartió con los artistas más importantes de la abstracción internacional la exposición Arte Abstracto Constructivo Internacionalen la Galerie Denise-René de París. En 1966 viajó a la Argentina y terminó sus memorias, publicadas bajo el título Un pintor ante el espejo. Recibió el Premio Continental Guggenheim de las Américas en 1956 y al año siguiente el Gran Premio otorgado por el Fondo Nacional de las Artes. En sus últimos años presentó exposiciones en Bonn, Berlín, Bruselas y Ginebra, entre otras ciudades europeas, y representó a la Argentina en el envío a la XI Bienal Internacional de São Paulo de 1971. Falleció en París, el 16 de octubre de ese mismo año.