Peintre français, considéré comme une figure majeure de la peinture française du XIXe siècle.
Après des études de rhétorique et de philosophie au lycée Henri-IV de Paris, il fait un premier voyage en Italie, puis commence à étudier la peinture auprès de Henry Scheffer. Il fait ensuite un deuxième séjour en Italie et étudie brièvement auprès d'Eugène Delacroix, puis dans l'atelier de Thomas Couture. Il est marqué par les grandes peintures murales de Théodore Chassériau, exécutées pour l'escalier de la cour des comptes entre 1844 et 1848 (détruites en 1871). Il ne trouve véritablement sa voie qu'à l'âge de trente ans en réalisant le décor de la salle à manger de la résidence campagnarde de son frère (Les Quatre Saisons, Le Retour de l'enfant prodigue).
Ses débuts au Salon furent difficiles. Il fut plusieurs fois refusé et quand enfin il expose, il est sévèrement critiqué. Puis, en 1861, il remporte un premier succès avec La Guerre et La Paix. La première sera achetée par l'État français. Puvis offrira la seconde, complétée en 1863 par Le Repos et Le Travail, et en 1865 par Ave Picardie nutrix, puis quinze ans plus tard par Ludus pro Patria. Ce décor exceptionnel sur le plan thématique et stylistique est représentatif du traitement novateur que Puvis apporte au genre allégorique dont il devient à la fin du XIXe siècle le plus brillant représentant. Il s'installe à Pigalle, où il demeure jusqu'à son mariage en 1897 avec la princesse roumaine Marie Cantacuzène, qu'il rencontre en 1856, sans doute dans l'atelier du peintre Théodore Chassériau dont elle fut l'amie. Elle eut une influence considérable sur lui, devenant sa compagne, sa collaboratrice, son inspiratrice. Il en fait en 1883 un très beau portrait, aujourd'hui visible au musée des beaux-arts de Lyon. Elle lui sert également de modèle pour la Salomé de la Décollation de Saint-Jean-Baptiste, pour Radegonde de l'Hôtel de ville de Poitiers, et pour la Sainte-Geneviève du Panthéon de Paris.
Puvis de Chavannes réalisa de grands décors muraux : au Palais Longchamp à Marseille (1867-1869), à l'Hôtel de Ville de Poitiers (1870- 1875) ainsi qu'à Saint Benoit en décorant le logis de la Chaumuse, à l'Hôtel de Ville de Paris (1887-1894), à la Bibliothèque publique de Boston (1881-1896). À ceux-ci s'ajoutent trois ensembles exceptionnels, celui du Panthéon de Paris, où il traite de la vie de Sainte Geneviève (1874-1878) et (1893-1898) ; le décor de l'escalier du musée des beaux-arts de Lyon (1884-1886) avec le Bois sacré cher aux Arts et aux Muses complété par Vision antique, Inspiration chrétienne et deux figures représentant le Rhône et la Saône ; et enfin le grand décor de L'amphithéâtre de la Sorbonne à Paris (1886-1889), qui développe le thème du Bois sacré. Chacun de ces décors donne lieu à des études, copies, répliques, cartons préparatoires qui popularisent l'oeuvre de Puvis en particulier à l'étranger.
Par cette oeuvre décorative immense, mais aussi avec des tableaux de chevalet d'un symbolisme novateur, il conquiert l'admiration d'une génération entière, influençant non seulement les idéalistes tels que Odilon Redon, Henri Martin, Alphonse Osbert, Alexandre Séon, Émile-René Ménard ou Ary Renan, mais aussi les Nabis, Paul Gauguin, Georges Seurat, Maurice Denis, et même le jeune Pablo Picasso dont nombre d'oeuvres de jeunesse lui sont redevables.
Puvis de Chavannes exécutant la décoration de l'hôtel de ville de Paris.En 1890, il refonde avec Jean-Louis-Ernest Meissonier, Carolus-Duran, Félix Bracquemond, Jules Dalou et Auguste Rodin la Société nationale des beaux-arts, dont il est successivement vice-président et président, suite à la mort de Jean-Louis-Ernest Meissonier.
Il est nommé chevalier de la Légion d'honneur en 1867, officier en 1877, puis commandeur en 1889. Il obtint la médaille d'honneur en 1882.
Puvis de Chavannes a eu entre autres pour élèves Anna Kirstine Ancher, Charles Cottet, Henry Daras, Eugen, Marcel Paul Meys, Adrien Karbowsky.
Suite à une maladie, il meurt le 24 octobre 1898 à 18 heures, deux mois après le décès de sa femme Marie Cantacuzène. Il est enterré au cimetière ancien de Neuilly-sur-Seine.