22 ноября / 4 декабря 1866 (Москва) – 13 декабря 1944 (Нейи-сюр-Сен, Франция)
В 1889 участвовал в экспедиции по Вологодской губернии, познакомился с народным искусством и иконописью.В 1895 написал диссертацию, но оставил занятия наукой и посвятил себя искусству. В 1892 женился на своей кузине Анне Филипповне, урожд. Чемякиной (1860–19??; брак распался в начале 1900-х и был расторгнут в 1911).
В декабре 1896 уехал в Мюнхен. В 1901–1914 спутницей жизни была его ученица художница Габриэль Мюнтер (1877–1962). Регулярно приезжал в Россию, посещал Италию, Францию, Голландию и Швейцарию, работал в Амстердаме и Париже, побывал в Северной Африке.
В 1900-е создавал яркие пейзажи, сочетая технику пуантилизма с элементами югендстиля и народного лубка, обращался к мотивам русских сказок и старины. Любил писать на стекле. Исполнил альбомы гравюр «Стихи без слов» (М., 1904) и «Ксилографии» (Париж, 1909). Писал корреспонденции о художественной жизни Мюнхена для журналов «Мир искусства» (1902) и «Аполлон» (1909–1910). В 1909 возглавил мюнхенское Новое художественное общество (Neue Künctler-Vereinigung München), созданное вследствие отказа организаторов Сецессиона принять новаторские произведения. В 1911 из-за эстетических разногласий вышел из общества и вместе с Ф. Марком создал объединение «Синий всадник» («Der Blaue Reiter»).
В 1911 исполнил первую абстрактную акварель, в 1911–1913 написал серии беспредметных картин: «Импрессии», «Импровизации» и «Композиции». В 1912 выпустил книгу «О духовном в искусстве». В октябре 1912 провел первую персональную выставку в галерее берлинского объединения «Der Sturm».
В начале Первой мировой войны вернулся в Россию. В феврале 1917 женился на Нине Николаевне Андреевской (1893 или 1899 – 1980), дочери офицера. В том же году у них родился сын Всеволод, который вскоре умер.
В конце 1921 был командирован в Берлин для создания международного отдела Академии художественных наук и решил не возвращаться.
В 1920–1930-е создал альбом гравюр «Малые миры» (1923), абстрактные декорации к «Картинкам с выставки» М. П. Мусоргского для театра в Дессау (1928), проект оформления Музыкальной комнаты для Международной архитектурной выставки в Берлине (1931). Продолжал разрабатывать теорию абстрактного искусства, написал книгу «Точка и линия на плоскости» (1926), которая была переведена на несколько языков.
В конце 1933, после прихода к власти нацистов и закрытия Баухауза, переехал во Францию и поселился в Нейи-сюр-Сен, близ Парижа. В Германии его работы были продемонстрированы в пропагандистских целях на выставке «Дегенеративное искусство» (1937), а затем изъяты из музеев. В 1939, получив отказ в продлении немецкого паспорта, принял французское гражданство.
Похоронен на кладбище в Нейи.