É a pintora mais representativa da primeira fase do movimento modernista brasileiro, ao lado de Anita Malfatti. Seu quadro Abaporu, de 1928, inaugura o movimento antropofágico nas artes plásticas.
Começou a aprender pintura em 1917, com Pedro Alexandrino. Mais tarde, estuda com George Fischer Elpons. Em 1920, viaja a Paris e freqüenta a Académie Julien, onde é
orientada por Émile Renard. Na França, conhece Fernand Léger e participa do Salão Oficial dos Artistas Franceses de 1922, desenvolvendo técnicas influenciadas pelo cubismo. De volta ao Brasil, em 1922, une-se a Anita Malfatti, Menotti del Picchia, Mário de Andrade e Oswald de Andrade, formando o chamado Grupo dos Cinco, que defende as idéias da Semana de Arte Moderna e toma a frente do movimento modernista no país.
Casa-se com Oswald de Andrade em 1926 e, no mesmo ano, realiza sua primeira exposição individual, na Galeria Percier, em Paris. A partir de então, suas obras adquirem fortes características primitivistas e nativistas e passam a ser associadas aos Movimentos Pau-Brasil e Antropofágico, idealizados pelo marido. É dessa época sua tela Abaporu, cujo nome de origem indígena que significa "antropófago". A teoria antropofágica propunha que os artistas brasileiros conhecessem os movimentos estéticos modernos europeus, mas criassem com uma feição brasileira.
Em 1931, após viagem à União Soviética, passa por uma fase de temática mais social, da qual são exemplos as telas Operários e Segunda Classe. Expõe nas 1ª e 2ª Bienais de São Paulo e ganha uma retrospectiva no Museu de Arte Moderna de São Paulo (MAM) em 1960. É tema de sala especial na Bienal de São Paulo de 1963 e, no ano seguinte, apresenta-se na 32ª Bienal de Veneza.
Apesar de integrar-se ao movimento modernista brasileiro, não participou da Semana de 22.
