1853. július 5-én született Kis-Szebenben, a mostani Szlovákia területén. Hatan voltak testvérek. Édesapja dr. Kosztka László gyógyszerész, tiszteletből rendőrkapitányi és postai teendőket is végzett. Apja szeszesitalokkal, dohányzással és kártyázással nem törődő egyszerű, de energikus ember volt, aki szabadidejét vadászattal töltötte.
Csontváry az elemi iskolát szülővárosában kezdte, ám iskola helyett inkább a természetben barangolt, növényt, rovarokat, "pillét", kőzetet és a madarakat válogatni.
Édesapja a Kis-szebeni gyógyszertárat eladta, az 1863-as tűzvész következtében elhunyt leányát siratta: „elment felejteni anyám rokonaihoz Ung-megyébe, pihenni”.
Az apa forradalomban vállalt császárpárti szerepe miatt családjával együtt, 1865-ben Kisszeben elhagyására kényszerült. Felesége rokonaihoz, Szerednyére költöztek, ahol a családfő földműveléssel és vadászattal kezdett foglalkozni. A gyerekek az ungvári kegyesrendi főgimnáziumba jártak.
A Szerednyén eltöltött három év után Eperjesen kereskedő segédként dolgozott, ahol egy év után elsajátította az üzlet csínját-bínját, felelt az árubeszerzésért, a személyzet élére került és az üzlet menetére befolyást gyakorolt.
Édesapja megelégelve a „szerednyei állapotot” gyógyszertárat vásárolt Szabolcs-megyében. Tivadar itt töltötte gyakornoki éveit.
1874-ben orvosi egyetemet kezdte el Pesten és gyógyszerészdiplomát szerzett, hogy átvegye apja vállalkozását. Gyógyszerészetet, kémiát, ásványtant, földtant és kristálytant tanult.
1876-ban önkéntes katonai szolgálatot teljesített, és közben a fővárosban az egyetem jogi fakultására is járt.
Patikussegédként dolgozott Iglón, amikor 1880. október 13-án
„Egy meleg nyári délután a patika ajtaja előtt ült, pihent, s ki tudja, miért, egy vénycédula hátára lerajzolta az árnyékban „bubiskoló” ökrös szekeret. A rajz megtetszett principálisának, s talán jókedvében, talán kicsit gúnyolódva azt mondta a segédnek: hisz maga festőnek született!
Meleg volt. S amíg Kosztka Mihály Tivadar első rajzában gyönyörködött, feje fölött hangot hallott: „Te leszel a világ legnagyobb napút festője, nagyobb Raffaelnél.”
Lehet, hogy elbóbiskolt.” – Szigethy Gábor
„A kinyilatkoztatás az egy szón kívül értelmes magyar nyelven szólott; rendkívül komoly hangsúlyozással, mely arról győzött meg, hogy bizonyos magasabb hatalommal, avagy akaraterővel állok összeköttetésben, talán a világteremtő hatalommal, azzal a pozitívummal, amit mi sorsnak, láthatatlan mesternek, talán Istennek nevezünk, avagy a természet erejének véljük, ami egyremegy, mert tisztában voltam azzal, hogy elképzelhetetlen és kifejezhetetlen felelősség hárul reám, amikor egy olyan helyre jelölt ki a sors, amelyre én magamat késznek, gyakorlottnak nem találtam.” – mondta Csontváry.
Ehhez köti az elhívatás pillanatát.
Levelet küld Keleti Gusztávnak a Reáltanoda-utcai rajziskola igazgatójának „tinó rajzával” és felvételt kér az iskolába, ám ezt elutasítják. „A válasz az volt: maradjak csak ott abban az aranybányában, ahol jó a dolgom s nem kívánkozzam a göröngyös pályára, amelyen a megélhetés sincs biztosítva.”
Az elutasítás dacára nem esett kétségbe és 56 forinttal a zsebében elindult Rómába, hogy megnézze Raffaello festményeit. A művektől azonban nem volt elragadtatva, mint mondta – „Megnéztem a nagy csata falfestményét és a többit mind együttvéve, de élő természetet nem találtam. Ezzel a tudattal már az első látogatásnál felülemelkedtem az egész Vatikánon, csupán azt irigyeltem a mesterektől, hogy ők sokat és szépet is alkottak; de az isteni természetet hűségesen nem szolgálták, -
idegen szellemnek voltak hirdetői és ez nem volt az Igazi Isteni. A sorsommal tehát kibékültem, mert most már elméletileg is tudtam miről van szó, miért kell nekem nagyobbnak lennem Raffaelnél.”
Ezzel a megnyugvással miután a pénze elfogyott hazatért Magyarországra.
Egy év után, 1883-ban Párizsba ment, hogy Munkácsyval találkozzon. Ám Munkácsy éppen akkor hosszabb időre távol nyaralt, így a találkozás meghiúsult.
Visszatért Budapestre, majd Szentesre, ahol saját gyógyszertárat nyitott és évekig patikusként dolgozott, hogy legyen elég pénze a nagy „motívumot” kutató utazásokra. Csak 41 éves korától tanult rendszeresen festeni: 1894-ben fél évig Münchenben Hollósy Simon növendéke volt. Első rajza egy koponyarajz volt, amelyhez „a híres Wertmüller Mihály állta a modellt: aki a rajz befejezése után magából kikelve mondá: „Sie lieber Herr, ich stehe 17 Jahre modell, aber so kräftig hat mich noch niemand gemacht wie Sie*.” Vagyis „Kedves uram, engem aki 17 éve modellt állok még senki nem tett olyan erőssé mint Ön!”
Münchenben kezdte el elemezni és tanulmányozni a napszíneket.
1895-től Karlsruhében Kallmorgen tanár festőnél képezte magát tovább. Ezt követően Svájcba, Genuába, Rómában, majd Nápolyban és Pompeiben is járt. Elutazott Capri szigetére, megnézni a kék barlangot, majd tavasszal Spalato, Salome s Trau vidékére kirándult, ahol a napút-motívumok között válogathatott.
1902-ben festette Selmecbánya látképe című művét, majd a budapesti keleti pályaudvar éjszakai fényei kötötték le a figyelmét. Bosznia Hercegovinában megfestette a Római híd Mosztárbant, majd a jajcei Pliva vízesés szivárványos színeit, a nyarat pedig a Magas Tátrában töltötte Tarajkán. „Nem rajzoltam, nem festettem, hanem csak figyeltem és bámultam a természet monumentális szépségét, a hangulat csendes mély ütemét, a gyönyörnek a legszebb természet zenéjét”
Rengeteg felé kirándult, kereste a természetet, a szépet melyet megörökíthet.
1904-ben Egyiptomban, Palesztinában és Athénben járt. Az út emlékét Kocsizás újholdnál Athénban, a Jupiter-templom romjai Athénban című képei őrzik. 1904-ben festette a Nagy-Tarpatak a Tátrában, A taorminai görög színház romjai című húsz négyzetméteres tájképet.
Egyiptomban elkészítette a Panaszfal bejáratánál Jeruzsálemben című sokalakos, expresszionista kompozícióját, amelyen egyes kritikusok szerint már a lappangó skizofrénia jelei mutatkoznak.
Betegségével kapcsolatban azonban kételyek is felmerültek, hiszen a festőt nem kezelték hivatalosan skizofrénia miatt. Boncjegyzőkönyve és saját kutatásai alapján Czeizel Endre például arra a következtetésre jutott, hogy Csontváry nem volt őrült.
1906-ban megfestette a fő művének érzett legnagyobb méretű vásznat, a Naptemplom Baalbekben-t. Szíriából Párizsba, majd ismét a libanoni hegyekbe utazott, s elkészítette két nagy művét, a Magányos cédrus-t és a Zarándoklás a cédrusfához címűt (1907).
1908-ban festette meg a Mária kútja című kompozícióját és a Marokkói embert. 1909-ben Nápolyban készült utolsó befejezett műve, a Sétalovaglás a tengerparton. 1910-ben még megpróbált egy külföldi kiállítást szervezni műveiből, de nem járt sikerrel. 1912-től írta filozófiai töltetű írásműveit, röpiratait; előadásokat tartott és brosúrákat jelentetett meg.
1915-től egészségi állapota folyamatosan romlott. 1916-ban IV. Károly királlyá koronázásán jelen volt, hogy megfesse a koronázást, azonban egészségi állapota miatt nem tudta végignézni, így megfesteni sem. 1917-ben eladta patikáját.
1919. június 20-án halt meg a budapesti Új Szent János Kórházban, két héttel 66. születésnapja előtt. A hivatalos álláspont szerint verőérgyulladásban hunyt el, bár egyesek szerint éhen halt. Óbudán temették el.
Nem tartozott egyetlen korabeli irányzathoz sem, maga alkotta többrétű kifejezéssel „napút” festőként jellemezte önmagát. Csontváry írásaiból úgy tűnik, hogy ezt a maga alkotta kifejezést, a napútat a plein air szinonimájaként is használta. A szó nála a fény és a levegő együttes megjelenése.
Kutatta a különböző napszakok színvilágát, a nap és a fény természetét.
Valószínűleg hatott rá Komjáthy Jenő világszemlélete is, és a világot egy élő organizmusként szemlélte.
Így a napút sem egyszerűen csak azt jelentette számára, ahogy a nap bejárja útját keltétől nyugtáig, hanem azt is, ahogy a nap energiát ad le a térnek, megadva annak szerkezetét, ahogy a tér visszaadja energiája egy részét a napnak, és ennek az állandó energiaáramlásnak az intenzitását jelzik a színek.
Az impresszionistákhoz hasonlóan élt a kiegészítő színek egymás mellé helyezésével, néhány esetben azonban a harsány színeket a motívum fölerősítésére használta, és a motívum belső erejének hangsúlyozására a festékréteg vastagságát is használta, annak plasztikusságával, kidomborodásával is erősítve azt.
Műveinek szokatlan, feltűnő, a színskála teljes spektrumát felvonultató színessége tükrözi sajátos színelméletét.
Napjainkban is vannak olyanok, akik elhiszik a naplójában leírt gondolatait, és zarándoklat során végig járják 3 legnagyobb festményének helyszínét.
Több kutató arra a következtetésre jutott, hogy festményeit képeslapok alapján festette meg.
Eredetileg Belgiumból rendelte a vásznait, speciálisan nagyobb folyóméterben, mint amit Magyarországon vásárolni lehetet, hogy egyben feszítse fel munkáit.
Képei az utókor számára minden bizonnyal elvesztek volna, mert örökösei a rendkívül jó minőségű vásznakat anyagárban fuvarosoknak kocsiponyvaként szándékoztak eladni.
A képek megmentője Gerlóczy Gedeon fiatal építész volt, aki az utolsó pillanatban felvásárolta őket.
Az 1930-as gyűjteményes kiállításán fedezték fel igazán jelentőségét.
Magyarországon a Szent István Király Múzeumban rendezett 1963-as Csontváry-kiállítás óta lettek igazán széles körben is ismertek festményei.