Fils du comte Alphonse, qui avait épousé, en 1863, Adèle Zoé Tapiè de Celeyran, sa cousine germaine, Toulouse-Lautrec appartenait, par son père, à l'une des plus vieilles familles de France. D'abord élevé dans le cadre des immenses domaines que possédaient les siens dans le Rouergue, l'Albigeois et le Languedoc, puis à Paris, où ses parents s'installent en 1873, il poursuit normalement ses études au lycée Fontanes (actuel lycée Condorcet).

Dès cette époque, son état de santé inspire pourtant quelques inquiétudes car il accuse un net retard de croissance, imputable, en fait, à une malformation congénitale des os qui provoquera bientôt les deux accidents survenus successivement à Albi en 1878 et à Barèges en 1879 : une fracture du fémur gauche suivie d'une fracture du fémur droit. C'est alors l'arrêt complet du développement des membres inférieurs. Toulouse-Lautrec, certainement victime d'une dystrophie polyépiphysaire, restera tout le temps de sa courte vie un nain boiteux, profondément affecté par sa disgrâce physique.

Dans l'impossibilité d'assumer le mode de vie d'une société aristocratique où l'on s'adonne à l'équitation et à la chasse à courre, il choisit la peinture, discipline artistique pour laquelle il avait montré de bonne heure des dispositions certaines. Si son père, un déséquilibré mental marqué héréditairement, ne tarde pas à se désintéresser de lui, sa mère, en revanche, ne cessera de lui témoigner une profonde et affectueuse sollicitude.

En 1879, à l'époque du second «accident», il est déjà conseillé par le peintre René Princeteau, qui lui enseigne les premiers rudiments du métier (Artilleur sellant son cheval, 1879, musée d'Albi). Après avoir obtenu son baccalauréat à Toulouse en 1881, il entre l'année suivante dans l'atelier parisien du très officiel Léon Bonnat.

Il travaille ensuite chez Cormon (1883-1887), où il rencontre Émile Bernard, Anquetin et Vincent Van Gogh, formant avec eux, à ce moment-là, une sorte de petit groupe pour tenter d'exposer en commun. La technique en hachures de Van Gogh semble, un temps, exercer sur lui une certaine influence (Portrait de Vincent Van Gogh, pastel, 1887, Stedelijk Museum, Amsterdam). Mais très tôt, ce sont Manet, Berthe Morisot et surtout Degas, artistes dont la maîtrise est inséparable d'une grande liberté de facture, qui l'inciteront à se détacher de sa formation académique.

Cet atelier était situé à Montmartre. Toulouse-Lautrec apprécie l'authenticité de la vie, au cœur des milieux populaires de ce quartier de Paris où il fréquentera assidûment le bal du Moulin de la Galette, l'Élysée-Montmartre, le Divan japonais, le Mirliton d'Aristide Bruant et, plus tard, le Moulin-Rouge. Il y vivait depuis 1885. Avec l'aide financière de sa famille, il s'y installe en 1887 dans un atelier qu'il loue rue de Tourlaque et qu'il ne quittera qu'en 1897.

Au cirque Fernando : l'écuyère (Art Institute, Chicago) est la première grande expérience picturale par laquelle Toulouse-Lautrec, en 1888, concrétise sa rupture avec la perspective traditionnelle et se limite, pour la représentation du mouvement, à un minimum d'effets linéaires et chromatiques ; il affirme ainsi les caractéristiques essentielles de son style. Trois ans plus tard, initié par Bonnard à la lithographie, il exécute sa première affiche : la Goulue au Moulin-Rouge (quatre couleurs).

Soudain, le nom jusque-là ignoré de Toulouse-Lautrec s'impose au grand public. Rien ne pouvait laisser prévoir un pareil succès, ni ses dessins parus dans le Mirliton vers 1887, ni son envoi de 1889 au Salon des indépendants, ni même la Danse au Moulin-Rouge (1890, collection Henry P. Mac Ilhenny, Philadelphie) ou le portrait de Mademoiselle Dihau au piano (1890, Albi).

Le goût que Toulouse-Lautrec éprouve désormais pour la lithographie est tel qu'il gravera plus de 400 planches en moins de dix ans, et bien que son art de lithographe offre une parenté évidente avec la mise en page des estampes japonaises qu'il admire, il ne s'est peut-être jamais aussi librement exprimé que dans ses lithographies, qui sont pour beaucoup la part la plus originale de son œuvre.

Ce travail n'est d'ailleurs pas sans exercer sur sa peinture, maintenant souvent exécutée sur carton absorbant, une action profonde : le trait, cursif, rapide, a pour fonction - comme dans les gravures ou les dessins - de faire valoir le vide (Jane Avril dansant, 1892, musée d'Orsay ; Femme qui tire son bas, 1894, Albi ;  Yvette Guilbert saluant, 1894, Albi), ce qui n'est pas contradictoire avec le souci qu'il a par ailleurs de «faire vrai et non idéal».

La vie que mène Toulouse-Lautrec à Paris est d'année en année plus fiévreuse. Il boit beaucoup. En 1888, il a une brève liaison avec Suzanne Valadon. Puis il contracte la syphilis, contaminé par une fille de l'Élysée-Montmartre, Rosa la Rouge.

En 1895, il exécute plusieurs panneaux destinés à décorer la baraque foraine qu'une danseuse de cabaret alors célèbre, la Goulue, a ouverte sur la place du Trône. L'année suivante, il voyage en Hollande, en Espagne et au Portugal. De retour à Paris, il s'installe dans un nouvel atelier, avenue Frochot (1897), et achève le grand album de lithographies qu'il voulait intituler Filles, mais qui s'appellera Elles. Le cabaret (Monsieur Boileau au café, 1893, musée de Cleveland, Ohio), les «maisons closes» (Au salon de la rue des Moulins, 1894, Albi), le vélodrome (Tristan Bernard au vélodrome Buffalo, 1895), le cirque (la Clownesse Cha-U-Kao, vers 1897, musée d'Orsay) sont ses thèmes de prédilection les plus féconds.

Surmené, les nerfs à vif, ne dormant que quelques heures par nuit, sujet à des hallucinations et parfois en proie à de violentes colères, Lautrec est interné (février-mai 1899) dans une clinique de Neuilly où il subit une cure de désintoxication. Pendant son internement, pour prouver qu'il a retrouvé son équilibre mental, il exécute de mémoire aux crayons de couleurs une série de trente-neuf Scènes de cirque dont on souligne trop rarement qu'elle est un des sommets de son œuvre. Après avoir retrouvé sa liberté, il alterne les séjours à Paris et les voyages à Bordeaux (1900) et Arcachon (1901) ; mais il s'est remis à boire et son état de santé s'aggrave.

Au mois d'août 1901, il se repose au château familial de Malromé, où, très affaibli, il peint sa dernière toile : l'Amiral Viaud (musée de São Paulo). L'œuvre, qui, en fait, ne représente pas l'amiral mais un parent lointain de l'artiste, restera inachevée. Toulouse-Lautrec meurt au début du mois de septembre, à l'âge de 37 ans.