Es formà a la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando, a Madrid, on s’apropà a la generació del 27 i a l’òrbita surrealista espanyola. El 1927 formà part de la denominada Primera Escuela de Vallecas, amb Alberto Sánchez, Benjamín Palencia i Luis Castellanos. A partir d’una exposició, l’any 1928, començà a ser coneguda per les seves obres més enllà de la seva condició femenina. Inicialment es mogué en una línia propera a la nova objectivitat o al realisme màgic, en la qual destaquen les sèries Verbenas i Estampas. El 1932 s’instal·là a París, on conegué René Magritte, Max Ernst, Joan Miró, André Breton i Paul Eluard, i s’orientà cap al surrealisme, del qual la seva obra Espantapájaros és considerada una de les més representatives. Posteriorment s’inclinà cap al constructivisme. Sorpresa per la Guerra Civil a Galícia, fugí primer a l’Argentina i després a Nova York. Tornà a l’Estat espanyol el 1965, on continuà treballant fins al final de la seva vida. L’any 1982 rebé la Medalla d’Or de les belles arts i, el 1990, el premi d’Arts Plàstiques de Madrid.