Nació el 6 de julio de 1919, en Quito, Ecuador. Fue el mayor de 10 hermanos, hijos de una familia humilde. Su padre fue tractorista y luego chofer de taxi, su madre murió bastante joven. A sus siete años ya imprime su vocación artística y pinta sus primeras obras, desvelándose por encontrar un lenguaje propio.

En 1932 entró a la Escuela de Bellas Artes y allí también choca con los moldes y las tradiciones; pronto es el primer alumno y al mismo tiempo el mejor maestro, y sus cuadros impactan a todos cuantos los ven.

Su primer encuentro con la crueldad de la vida, el azote de la violencia y la injusticia de los asesinatos, que le llena de ira y rebeldía el corazón, se plasma en el cuadro que titula «Los Niños Muertos» y que recoge la brutal escena de un grupo de cadáveres amontonados en una calle de Quito, entre los que consta un chico de su barrio, su mejor amigo, asesinado por una bala perdida. Desde entonces asume una posición frente a las crueldades e injusticias de una sociedad que discrimina a los pobres, a los indios, a los negros, a los débiles. Milita en las causas de la solidaridad con los pueblos oprimidos, en la lucha por la integración latinoamericana, contra las dictaduras, contra los abusos y agresiones de los países poderosos e imperialistas; por la paz.

En 1941 se gradúa de la Escuela de Bellas Artes y a 2 años de ello ganó el «Salón Mariano Aguilera»; un primer importante premio de su vida, posteriormente  el Gran Premio de la III Bienal de Barcelona, España (1955-1956), el Primer Premio de la Bienal de Sao Paulo (1957).

Realiza un viaje entre 1944 y 1945 desde México hasta la Patagonia en el que hace apuntes y dibujos de la que será su primera serie de 103 cuadros, denominada «HUACAYÑAN» 1948 – 1960, que en quichua (una de las lenguas aborígenes de Ecuador), significa «Camino del Llanto». A lo largo de su vida viaja a varios sitios en el mundo como China, India, URSS, Egipto, Grecia, y toda Europa, pero especialmente a Cuba, donde germina una gran amistad con Fidel Castro al que pintó varios retratos.

En 1976 con sus hijos crea la Fundación Guayasamín, y a través de ella dona al Ecuador todo su patrimonio, con los que organiza tres museos: Arte precolombino (más de 3000 piezas), Arte Colonial (más de 800 piezas) y Arte Contemporáneo (con más de 250 obras). En este último se exhiben los cuadros de su más importante colección pintada entre 1964 y 1984, «LA EDAD DE LA IRA», su segunda gran serie que refleja las crueldades de la Guerra Civil española, las invasiones nazis, de los campos de concentración, de Hiroshima, Vietnam; los manejos de la CIA con las invasiones a Playa Girón, República Dominicana, Panamá; y las torturas y genocidios por las dictaduras de Chile, Argentina, Uruguay, etc.; y cuadros de su tercera gran serie denominada «MIENTRAS VIVA SIEMPRE TE RECUERDO» un homenaje de ternura y amor su madre, y las madres del mundo.

Ha hecho exposiciones monumentales -más de 100 obras- en los museos más importantes de Francia, España, Italia, la ex-URSS, Polonia, Checoslovaquia, Bulgaria, México, Cuba, Colombia, Venezuela, Perú, Chile, Argentina, etc. Pinta a grandes personajes contemporáneos, escritores, artistas, políticos, estadistas. Entre ellos se destacan Juan Ramón Jiménez, Neruda, Rulfo, Gabriela Mistral, Benjamín Carrión, Gabriel García Márquez, Ernesto Cardenal, Danielle y Francoise Mitterrand, el Rey Juan Carlos de España, la Princesa Carolina de Mónaco, y muchos más.

Los críticos, coleccionistas y personajes mundiales consideran que la fecunda y personalísima obra de Guayasamín -cuya identidad es universalmente inconfundible- trascenderá, porque en ella está reflejada, con ira, con ternura, la imágen de «EL TIEMPO QUE ME HA TOCADO VIVIR» como dice el propio Guayasamín en un libro editado por el Instituto de Cooperación Iberoamericano de España.

A partir de 1996 inicia en Quito su obra más importante, el espacio arquitectónico denominado»LA CAPILLA DEL HOMBRE», a la cuál le dedica todo su esfuerzo. Fallece el 10 de marzo de 1999, en Baltimore, Estados Unidos, aún sin ver finalizado este proyecto.