北斎の影響は、19世紀のヨーロッパでジャポニスムの影響を受けた西欧の同時代人にまで及んだ。1856年頃、フランス人画家のフェリックス・ブラクモンが、印刷屋の工房でスケッチブック『北斎漫画』のコピーを見つけたのが北斎ブーム始まりだった。

北斎は、ドイツではユーゲント・シュティールと呼ばれるアール・ヌーヴォーや印象派に影響を与え、クロード・モネやピエール＝オーギュスト・ルノワールの作品にも北斎の作品と同じようなテーマが登場する。

ブルックリン・レール紙によると、「ドガ、ゴーギャン、クリムト、フランツ・マルク、アウグスト・マッケ、マネ、ゴッホなど、多くの芸術家が北斎の浮世絵を収集した」という。

ヘルマン・オプリストの鞭打ちのモチーフ、は明らかに北斎の作品から影響を受けている。

北斎の生年月日は不明だが、宝暦10年9月23日（旧暦では1760年10月31日）に江戸の葛飾区の職人の家に生まれたとされている。本名は川村鉄蔵、幼名は時太郎である。

北斎の父は、幕府御用の鏡を製作していた鏡職人の中島伊勢だが実父ではない。北斎は4歳のころに養子となっている。北斎が絵を描き始めたのは6歳頃からで、鏡の周りの装飾絵を描いていた父から学んだといわれている。

12歳のとき、日本の都市部にある本屋や貸本屋の丁稚となる。この時に、貸本の絵に関心を持ち、画道を志したいう。

14歳で木彫師に弟子入りし、18歳で勝川春章の工房に入る。春章は、北斎が師事する浮世絵の画家であり、いわゆる勝川派の主宰者でもあった。勝川春章は当時、美人画において細密優美な作風で高い評価を得ていた浮世絵師だった。

1年後、19歳で北斎は師匠から「勝川春朗」という名をもらい名前を変えた。1779年に発表した役者絵「正宗娘おれん　瀬川菊之丞」で画家としてデビュー。

春章の工房で作業していた10年の間に北斎は最初の妻と結婚してたが、1790年代初頭に亡くなったこと以外はほとんど知られていない。1797年に再婚したが、この二番目の妻もしばらくして亡くなった。この二人の妻との間に二人の息子と四人の娘をもうけている。三女の英は葛飾応為とも呼ばれ、北斎の元で助手・浮世絵師として身を立てた。

北斎は生涯で少なくとも30の名前を使っていた。複数の名前を使うことは当時の日本の芸術家の一般的な習慣であったが、北斎の偽名の数は日本の芸術家の中でだんとつに多い。

北斎は頻繁に名前を変えたのは、作品や作風の変化に関連していることや、自身の生涯を時代ごとに分けるために使っていた可能性もある。

勝川派から破門されたあと、北斎は俵屋派と提携し、「俵屋宗理（北斎宗理）」と名乗るようになる。この間、摺物と呼ばれる筆画や狂歌絵本の挿絵を多く制作した。

1798年、北斎は弟子の琳斎宗二に名を譲り、初めて「北斎」と名乗り、派閥とのしがらみから解放されて独立した。

1800年になると、北斎は肖像画以外の浮世絵をさらに発展させていった。1805年に「葛飾北斎」という名前を使うようになる。葛飾北斎の「葛飾」とは北斎の生まれた江戸の地名であり、「北斎」とは北のアトリエを意味する。「葛飾北斎」の名で広く知られるようになった。また、自分の弟子を集めるようになり、生涯で50人の弟子を教えた。

1811年、51歳で「戴斗」と改名し、北斎漫画や各種絵絵本を制作する時代に入る。1812年に『群鷺』とともに始まった絵手本は『群鷺』はコストをかけず多くの弟子に絵の指南をするのに役立った。

漫画の近代形態に影響を与えた北斎の漫画・スケッチ・風刺画の第一集『北斎漫画』は1814年に刊行された。1820年以前に刊行された全12巻と、死後に刊行された3巻の漫画には、動物、宗教家、日常生活者など数千点にも及ぶ絵が描かれている。

ユーモラスな意味合いを持つことが多く、当時は非常に人気があった。その後、北斎は4コマ漫画を制作した。彼の漫画の多くは、金持ちの生活をユーモラスな手法で描いている。

1820年、北斎は再び「為一」と改名し、日本中に画家としての名声を確立する時期を迎える。『神奈川沖浪裏』を含む最も有名な作品シリーズ『富嶽三十六景』の制作を1830年初頭に開始。当初は36図だったが、好評により10図追加された。

北斎のマンガにおける視点研究の成果は、『神奈川沖浪裏』で見ることができ、西洋的な視点を用いて奥行きとボリュームを表現している。神奈川沖浪裏」は、それを見たゴッホが画家仲間宛ての手紙の中で賞賛したり、その後の西欧の芸術家に多大な影響を与えた。

晩年の1834年から北斎は「画狂老人」という名前で活動を行う。この頃、北斎はもう一つの重要な風景シリーズである『富嶽百景』を制作していた。この作品の追記で、北斎はこう書いている。

「6歳のときから物の形を模写することに熱中し、50歳になってからは多くの絵を発表してきたが、70歳までに描いた絵の中には、考慮に値するものは何もない。73歳のときには、動物、鳥、昆虫、魚の構造、草や植物の生命についても少しは理解していた。そして、86歳でさらに進歩し、90歳でその秘密の意味をさらに深く理解し、100歳までには、おそらく私は本当に驚異的で神聖なレベルに到達しているだろう。私が百110になったとき、一つ一つの点、一つ一つの線は、それ自体の生命を持っているだろう」

1839年、北斎のアトリエと作品の多くが火災で焼失した。この頃には、安藤広重などの若手作家の人気が高まり、北斎の制作は衰え始めていました。83歳のとき、北斎は裕福な農家の高井鴻山の招きで信濃国小布施（現長野県）に渡り、数年間滞在した。

小布施での滞在中、北斎は『男波』や『女波』などの傑作を制作した。 北斎は絵を描き続けることをやめず、87歳の時に『波の鴨』完成させている。

常により良い作品を求めていた北斎は、死に際に「あと10年だけ天が与えてくれれば...。あと5年あれば、本物の画家になれる」と死に際に叫んだという。

1849年5月10日（旧暦嘉永2年4月18日）に死去し、東京の聖教寺（台東区）に葬られた。