Deixeble (vers el 1576) d’Agostino Tassi a Roma, aviat el seu art derivà vers la línia més naturalista de Caravaggio. Per raons de tipus personal abandonà Roma i s’establí successivament a les Marques (1613-18), Gènova (1621) i Torí (1622). Després d’una curta estada a França (1623-26) s’instal·là definitivament a la cort anglesa, per a la qual treballà. El seu tenebrisme —a base de colors clars, transparències i reflexos— enllaça amb la línia clar-obscurista holandesa. Fou pare de la també pintora Artemisia Gentileschi.