П.Н. Филонов родился в мещанской семье, отец был кучером, мать — прачкой. В семье было пятеро детей. Отец и мать рано умерли, и будущему художнику пришлось рано начать работать. Рисовать Филонов любил с детства. Окончив в Москве школу, он уехал в Петербург, где в живописно-малярных мастерских получил профессию маляра-уборщика. В 1903— 1908 он занимался в частной студии Л.Е. Дмитриева-Кавказского, в 1908-1910 - в Рисовальной школе Общества поощрения художеств у Г.Р. Залемана, В.Е. Савинского, Я.Ф. Ционглинского, П.Е. Творожникова, Г.Г. Мясоедова. Поступить в 1908 в Академию художеств вольнослушателем Филонову удалось лишь с третьей попытки. Преподаватели Академии не принимали его творческий метод. Филонова временно исключили на втором году обучения, а в 1910 он сам оставил Академию. Творческая деятельность художника началась в 1910, когда он впервые показал свои работы на выставке «Союза молодежи», объединявшего в основном художников-авангардистов. В этот период Филонов сблизился с поэтами группы «Гилея», в которую входили В. Хлебников, В. Маяковский, А. Крученых.
В 1913-м году Филонов и И.С. Школьник создали декорации к трагедии «Владимир Маяковский», главную роль в которой играл сам поэт (декорации погибли в 1924). Филонов был особенно близок с В. Хлебниковым, который оказал заметное влияние на творчество художника. Филонов иллюстрировал литографированные сборники футуристов. Уже в ранних произведениях он начал разрабатывать принцип аналитического искусства, выполнял работы по принципу «сделанности». В 1912 Филонов написал статью «Канон и закон», в которой выступил против кубизма и кубофутуризма — самых новых течений в то время в европейском искусстве. В этот период складывались основные темы и образы, которые затем прошли через все творчество Филонова. Одна из таких тем — тема современного города. Для мастера город — источник зла, убивающий человека физически и духовно, олицетворение мирового зла, уничтожающего все гуманное, доброе в людях («ПИР КОРОЛЕЙ», 1913, ГРМ). В эти же годы художник создал свою социально-художественную утопию о братской, справедливой жизни людей на Земле — цикл «Ввод в мировой расцвет» («ЦВЕТЫ МИРОВОГО РАСЦВЕТА», 1915, ГРМ).
В 1916-м году Филонов был мобилизован на Румынский фронт рядовым в Балтийскую морскую дивизию. Его избрали председателем Солдатского съезда, а затем председателем исполнительного военно-революционного комитета. После возвращения с фронта в 1918 Филонов активно включился в художественную жизнь Петрограда. Еще до призыва на фронт художник сделал первую попытку теоретически обосновать свои взгляды и объединит в сторонников нового направления — аналитического искусства. Он выпустил манифест «Интимная мастерская живописцев и рисовальщиков». В довоенные годы постепенно складывался образ «аналитической картины». Работы этого периода несут в себе черты архаики, близки традициям примитивизма - «КРЕСТЬЯНСКАЯ СЕМЬЯ (СВЯТОЕ СЕМЕЙСТВО)» (1914, ГРМ). Укрупненные фигуры главных героев окружены условным пейзажем, декоративно-яркими цветами и травами. Художественная структура напоминает мозаику, изображения кажутся сложенными из мелких абстрактных деталей. Статичность, некая неуклюжесть главных персонажей противопоставлены подвижному пространству. В 1919 Филонов участвовал в Первой государственной свободной выставке, открывшейся в Зимнем дворце. Он экспонировал цикл картин «Ввод в мировой расцвет». В 1923 Филонов участвовал в организации в Петрограде Института художественной культуры вместе с К.С. Малевичем, Н.Н. Пуниным, П.А. Мансуровым, М.В. Матюшиным. В это время был создан цикл работ о гражданской войне, революции, петроградском пролетариате: «ФОРМУЛА ПЕТРОГРАДСКОГО ПРОЛЕТАРИАТА» (1920-1921, ГРМ), «ФОРМУЛА ИМПЕРИАЛИЗМА» (1925), «ФОРМУЛА РЕВОЛЮЦИИ» (1920-е, ГРМ). Названные работы по сути своей пропагандистские. Советские лозунги, новая идеология трактуются Филоновым как абстрактные картины революционного преобразования мира.
1920-1930-е - время расцвета аналитического искусства. По мнению Филонова, новое направление преодолевало неподвижность геометрических форм кубизма. Мир есть движение, и аналитическое искусство передает формы предметов в состоянии «органического роста». Формы состоят из «атомов и молекул», и живопись должна это передать. Процесс создания картины Филонов называл «сделанностью». Согласно теории художника, человек обладает двумя формами зрения. «Глаз видящий» воспринимает лишь внешнюю форму, а «глаз знающий»- наполняет ее внутренним движением атомов. Свою позицию он изложил в «Декларации Мирового расцвета» - программном документе сторонников аналитического искусства.
Б 1927 было создано общество «Мастера аналитического искусства» (МАИ). У Филонова в Ленинграде была самая многочисленная школа учеников и приверженцев. Он вел занятия в Академии художеств. Такой школы не было ни у одного из мастеров авангарда. В том же году в Доме печати состоялась выставка работ коллектива МАИ и был поставлен гоголевский «Ревизор» (режиссер И.Г. Терентьев) в оформлении художников школы Филонова. Филонов и его коллектив оказались в центре внимания общественности. Появились новые ученики.
Среди значительных графических работ художника — иллюстрации к «Калевале», выполненные совместно с коллективом МАИ. Как и во многих произведениях Филонова, в иллюстрациях совмещены два принципа изображения — фигуративный и беспредметный. Этот синтез позволил создать удивительно подвижный, сказочный образ.
В 1929 должна была состояться выставка Филонова в Русском музее, но она была запрещена. Началась травля художника, что привело к разгрому МАИ. Художника обвиняли в «контрреволюционной» тяге к сложному, непонятному искусству. Он был лишен работы и средств к существованию, страшно бедствовал, но продолжал творить. Филонов не продавал своих картин. Он хотел их подарить государству, чтобы «из них был сделан музей аналитического искусства». Художник умер в первые дни блокады от голода. Его сестра, Евдокия Николаевна Глебова, спасла работы, хранила их все годы забвения и запретов, а затем согласно воле брата, подарила Русскому музею.