Tamara de Lempicka wird am 16. Mai 1898 in Warschau als Maria Gorski, Tochter einer großbürgerlichen Familie, geboren. Ihre Jugend verbringt sie in Lausanne und bei Verwandten in St. Petersburg. 1916 heiratet sie in St. Petersburg den Anwalt Tadeusz Lempicki. 1918 flüchtet sie, die sich inzwischen dem Russischen angepasst Tamara nennt, zusammen mit ihrem Mann und ihrer Familie vor der russischen Revolution nach Paris.
Dort sucht Tamara de Lempicka eine lukrative Beschäftigung und zugleich Anschluss an die Pariser Gesellschaft, wobei ihr die Portraitmalerei hilfreich ist. Die Kunst war Teil ihrer standesgemäßen Erziehung gewesen, und Tamara hatte sich auch schon früh für die Malerei, die sie auf Reisen hatte sehen können, begeistert. Zusammen mit ihrer Schwester Adrienne kommt es im Herbst 1922 zur ersten Ausstellung ihrer Bilder im Salon d'Automne. Zum Zweck der besseren Eingliederung in die gehobenen französischen Kreise fügt sie in dieser Zeit ihrem Namen auch das französische "de" zu.
Bis 1925 experimentiert de Lempicka mit der Schreibweise ihrer Signatur: sie verwendet die männliche Form ihres Namens, sie gibt sich als Künstler aus. Ende 1925 hat sie ihre erste Einzelausstellung in Mailand und tritt nun auch als Frau in Erscheinung. In den 20er Jahren nimmt sie Malunterricht in der Académie Chaumière und bei Maurice Denis und André Lhote.
Tamara de Lempicka widmet sich vorwiegend der Bildnis- und Portraitmalerei, nur wenige Stilleben, Stadtlandschaften oder abstrakte Kompositionen finden sich in ihrem Oeuvre. Ihre Modelle findet sie nicht zuletzt in der osteuropäischen Oberschicht, die sich im Exil in Paris trifft.
Um 1935 findet die erfolgreichste Schaffensphase de Lempickas ihr Ende. Die Malerei verliert ihren metallischen Charakter und verflacht formal wie auch inhaltlich. 1939 emigriert die Künstlerin zusammen mit ihrem zweiten Mann, dem ungarischen Baron Raoul Kuffner, in die USA. Dort leben die beiden zunächst in Beverly Hills, ab 1943 dann in New York. Nach dem Krieg kehrt Tamara de Lempicka zeitweise noch einmal nach Paris zurück, verlegt ihren Wohnsitz nach dem Tod ihres Mannes 1962 aber endgültig nach Houston, Texas, wo ihre Tochter Kizette lebt. Ab Ende der 1950er Jahre versucht die Künstlerin sich in abstrakter Malerei und Anfang der 1960er Jahre in spätimpressionistisch wirkenden Spachtelbildern, mit denen sie jedoch erfolglos bleibt. Mit einer Ausstellung zur Kunst der 1920er Jahre in Paris 1966 und einer monografischen Retrospektive, organisiert 1972 von Alain Blondel, erwacht erneut das Interesse an den Bildern Tamara de Lempickas. 1978 zieht sie nach Mexiko; ihr Alter mag sie nicht akzeptieren und sucht noch einmal die Nähe zur Jugend. Am 18. März 1980 stirbt Tamara de Lempicka in Cuernavaca, Mexiko.