Desde muy joven muestra facultades para el dibujo y pronto decide estudiar pintura en la Escuela de Bellas Artes de Ámsterdam a finales de los noventa. Influido por Van Gogh, los divisionistas y los expresionistas, al terminar la primera década del siglo su paleta se aclara y el estudio de la imagen del árbol se vuelve reiterativo: El árbol rojo (1908) y El árbol gris (1912). En estos años se interesa por la teosofía que será determinante en la concepción de su obra. En 1911 viaja a París atraído por los ecos del cubismo
e inicia la tendencia a la abstracción en busca de la realidad pura mediante la desmaterialización de los objetos. Como consecuencia de esto las formas se reducen a líneas horizontales y verticales independientes de la realidad objetiva. Obligado por la guerra a permanecer en Holanda, a donde había vuelto en 1914, funda dos años después el grupo De Stijl con Théo Van Doesburg. Defienden la creación de un nuevo lenguaje ausente de naturalismo y carente de individualismo. Crea así un estilo matemático y preciso, conocido con el nombre de neoplasticismo, que elimina la línea curva y limita la utilización de los colores a los primarios, además del negro y el blanco, que reflejan así la verdad escondida en el mundo. De regreso a París en 1919 profundiza en este estilo; en 1924 se separa de Théo Van Doesburg cuando éste quiere introducir la diagonal como signo de dinamismo y, finalmente, abandona De Stijl. A partir de 1931, su obra se difunde internacionalmente gracias a las compras de K. Dreier y es decisiva su presencia en Cercle et Carré y en el grupo abstraction-creation. En 1938, huyendo del ataque nazi, se traslada a Londres y de allí a Nueva York, donde sus composiciones boogie-woogie, impresionado por el “skyline” y ritmo de Manhattan, multiplican las líneas de colores primarios. Su obra ha influido notablemente en diversas tendencias de la abstracción y en el arte del diseño.