En 1584-88 estigué al taller del manierista Simone Peterzano, a Milà, contra l’estètica del qual aviat reaccionà. Es traslladà a Roma, on treballà inicialment amb Il Cavalier d’Arpino (1592-93). El 1606, acusat d’homicidi, fugí a Nàpols, i després a Malta (1607), on fou rebut dins l’orde de Sant Joan; empresonat el 1608 per ofenses a un cavaller de l’orde, aconseguí de fugir a Sícilia i, d’allà, a Messina (1609). Tornà a Nàpols, on fou malferit per sicaris maltesos. Amnistiat per Roma, embarcà cap a Port'Ercole, on fou detingut per error i on, ja alliberat, morí d’un accés de febre.
Els crítics del sis-cents consideraren la pintura de Caravaggio antitètica, pel seu realisme, de la dels Carracci. Aquest realisme no consisteix pas a copiar i observar la natura, sinó a contraposar el valor moral de la pràctica a l’intel·lectual de la teoria. Els seus colors purs, a la manera veneciana, influïren en l’ambient tancat del manierisme romà. De la primera etapa de Roma són Repòs en el camí d’Egipte (~1593, Galleria Doria-Pamphili, Roma), on reprèn el motiu venecià de la figuració sacra del paisatge, tot donant-li una visió poètica, i Bacus adolescent (1590-93, Galleria degli Uffizi, Florència).
El punt de partida vers el realisme és la natura morta (El cistell de fruita, 1596, Pinacoteca Ambrosiana de Milà); a través d’una pintura sense “subjecte aparent” i sense “acció”, Caravaggio arribà a la veritat, alliberada del mite i de la ideologia. És des de l’estàtica que assolí l’acció i, finalment, la pintura d’història, una història sotmesa a judici i actual. Afrontà el problema en les tres pintures de la capella Contarelli a San Luigi dei Francesi —Vocació i Martiri de Sant Mateu (1599-1600) i Sant Mateu i l’àngel (1602)— i en les de la capella Cerosi a Santa Maria del Popolo —Crucifixió de Sant Pere i Conversió de Sant Pau (1600-01)—. El tema de la mort, no pas com a alliberació i sublimació, sinó com la fi i l’enigma de la tomba, dominà l’obra de Caravaggio: Sepultura del Crist (1602-04, Santa Maria in Valicella, Roma), La mort de la Mare de Déu (1605-06, Santa Maria della Scala), Decapitació del Baptista (1608, catedral de La Valletta, Malta), L’enterrament de Santa Llúcia (1608, Siracusa), La resurrecció de Llàtzer (1609, Messina). Altres obres destacades són La captura de Crist (1573-1602, Museu d’Art d’Odessa), Cap de Medusa (1597-98, Uffizzi), Judit i Holofernes (vers el 1600, Galeria Nacional, Roma), La incredulitat de Sant Tomàs (1601-1602, Museu de Potsdam) Sant Jeroni penitent (1605-06, Museu de Montserrat) i les diverses versions de David amb el cap de Goliat.
En totes aquestes pintures utilitzà la gent del poble com a protagonistes; aquesta realitat dóna una força actual i viva a les seves obres. Entre els elements constitutius destaca la llum, a la qual Caravaggio donà una funció estructural, completament nova. És com un tercer element, juntament amb el dibuix i el color. Amb la seva utilització assolí una nova interrelació espacial, on el conjunt neix d’un equilibri ortogonal (emprant el quadrat dins l’estructura compositiva) més que de la piràmide en espiral de Miquel Àngel, norma i llei dels manieristes. La llum és també quelcom no natural, exterior al quadre, però que potencia la imatge i la imposa, molt més que si hagués estat real. L’evolució dins aquest camp s’evidencia en les dues versions del Sopar d’Emmaús (1596, National Gallery de Londres, i 1606, Pinacoteca de Brera), la segona molt més dins la concepció tenebrista. Caravaggio, considerat el primer gran pintor del Barroc, tingué una gran influència en la seva època i al llarg del segle XVII (caravaggisme).