Se forma en la Escuela de Bellas Artes y en la Escuela de Artes Decorativas de París, y pronto logra notoriedad con pinturas impresionistas influidas por Pissarro, con el que también estudia. Participa en las actividades de los seguidores del cubismo
hasta 1912 y en la fundación de la Section d´Or. Después se acerca al orfismo de Delaunay y se propone abandonar la trayectoria cubista en dirección a la abstracción. El contacto con Duchamp le lleva a Nueva York, participa en el Armory Show (1913) y le impactan la acogida y la vitalidad americanas. En 1915 contribuye a la creación del dadaísmo neoyorquino. Se cuestiona, junto con Duchamp, la figuración y comienza a realizar máquinas fantásticas, todo ello en el entorno de la Galería 291 de Stieglitz, editor de la revista del mismo nombre y portavoz del movimiento dadá. Desarrolla un periodo llamado mecánico, con máquinas inútiles y antimecanismo que representan las ironías de la civilización del progreso, es decir, la nada. Su actitud es muy cercana a la de Duchamp, de provocación e insolencia, llegando al extremo en cuanto a agresividad en la publicación de la Revista 391 (Barcelona, 1917), trampolín para la unión con el grupo dadaísta de Zúrich en 1918. Sus creaciones ponen el acento en el rechazo y la irritación que provocan en el público, con materiales que desmitifican y pretenden la destrucción de la obra de arte. En París, de nuevo, entabla relación con los surrealistas y realiza unos collages líricos denominados transparencias. Tras la Segunda Guerra Mundial vuelve al arte abstracto y mantiene la inquietud que le caracteriza a lo largo de su vida y que le convierte en uno de los artistas más versátiles y novedosos de la primera mitad del siglo XX.