Su afición a la pintura es tardía y puede considerarse un autodidacta. Dos acontecimientos marcan su juventud, una estancia en Japón en la que se inicia profesionalmente en la práctica del judo en la prestigiosa academia Kodokan y su descubrimiento de las doctrinas de la masonería rosacruz de la mano de un gurú de Niza. Es fundador junto con Pierre Restany del grupo de los Nuevos Realistas. Sus populares monocromos datan de 1946 aunque no se muestran al público parisino hasta 1956. Son expuestos en la galería Colette Alendy tras ser rechazados por el Salon des Realités Nouvelles. Poco después comienza su época azul, dominada por el uso de un azul característico que el artista denomina azul Klein internacional (IKB). Su preferencia por este color y por las superficies muy lisas, de factura casi invisible, viene determinada por el deseo de realizar un arte de cualidades abstractas y metafísicas, capaz de invadir con su presencia el espacio del espectador. Con el tiempo incorpora a sus monocromos otros elementos como esponjas, figuras tridimensionales etc. y experimenta con técnicas heterodoxas y espectaculares. Buena muestra de esto son sus Pinturas de fuego, realizadas con lanzallamas, sus Cosmogonías, en las que recoge la huella lluvia sobre un papel especialmente preparado, y sus famosas Antropometrías, en las que se vale de la impresión sobre el lienzo de cuerpos desnudos embadurnados de pintura. Entre sus exposiciones más importantes sobresalen L´Epoca blu (Milán, 1957), que tuvo gran influencia sobre Fontana y Manzoni, y la polémica El vacío (París, 1958) en la que los visitantes asistieron a una galería pintada de blanco en la que se servían bebidas color IKB.