Sus inicios quedan ligados a los de un arquitecto de Caen, de quien fue aprendiz, trabajando después como dibujante en el estudio de otro arquitecto de París. Suspendió el examen de ingreso para la École des Arts Décoratifs y para la Académie Julian en 1903, trabajando entonces como retocador de fotografías. Hacia 1909 comienza su relación con los artistas del cubismo, convirtiéndose en figura clave del movimiento. Desde 1911 es miembro del grupo informalista de Puteaux, ligando su carrera artística a la figura de Kahnweiler a partir de 1913. Su etapa cubista queda caracterizada por unas abstracciones tubulares y curvilíneas, propias del cubofuturismo, llegando a experimentar con la abstracción no-figurativa y entendiendo el arte como actividad autónoma. Hacia 1917 entabla amistad con Ozenfant y Le Corbusier, llegando a realizar decoraciones murales con Delaunay en 1925. Durante este periodo su obra queda ligada al purismo, siendo ejemplo de la estética maquinista, tan defendida por el movimiento: sus pinturas son estáticas, de factura precisa incluyendo éstas, representaciones de partes mecánicas. A finales de los veinte, principios de los treinta, incluye en su repertorio objetos aislados en el espacio en ocasiones exagerados en su tamaño. Durante la II Guerra Mundial, imparte clases en la Universidad de Yale y en el Mills College de California, regresando a Francia en 1945 y mostrando, a partir de entonces, una mayor preocupación política por la clase trabajadora. Intenta así, crear un arte accesible a todos los niveles de la sociedad moderna, sin abandonar su estilo estático, de colores planos y marcados contornos negros. Su influencia es trascendental y muy diversa.