Rosa Bonheur, 22 Mart 1822’de bir sanatçı ailenin, illüstratör ve manzara ressamı Raymond Bonheur ve eşi Sophie Marquis'ın dört çocuğunun en büyüğü olarak dünyaya geldi. Babasından çizim ve boyama öğrendi ve erken yaşlardan itibaren hayvan resimleri konusunda uzmanlaştı.

Diğer birçok çağdaş sanatçının ve toplumsal cinsiyet rollerinin aksine, resim yapmayı bir hobi değil meslek olarak seçti ve kendini toplumun biçtiği kadın rol modellerine göre değil erkeklere göre konumlandırdı. O dönemde kadınlar kuş ve balık gibi daha küçük hayvanları resmetmeyi tercih ederken Bonheur sığır ve atlar üzerinde yoğunlaştı.

Bu tavrında erken sosyalist Saint-Simonist hareketin takipçisi olarak erkek ve kadınlara aynı yetenek ve hak görüşünde olan ve çocuklarını bu prensibe göre yetiştiren, toplumsal ilerlemenin kadınların özgürleşmesine bağlı olduğuna inanan babasının büyük rolü vardı.

Yetiştirilmesine ek olarak, sanatçının ürettikleriyle yaşayabilmesi gerektiğine yönelik mesleki inancı da başarısını biçimlendirdi. Sanat tarihçileri, Rosa Bonheur’u 19. yüzyılın erkek egemen sanat sahnesinde bir istisna olarak görüyor. Bağımsız eşcinsel bir kadın olarak, hayatını geleneksel rol modellerinden bağımsız olarak şekillendirebildi.

1829’da aile Paris’e taşındı ve burada Bonheur iki erkek kardeşi ile bir erkek okuluna gönderildi. Annesinin 1833’te ölümünden sonra geçici olarak bir terzi dükkanında çalıştı ve bir arkadaşının boyamalarında yardımcı oldu. Babasının isteği doğrultusunda bir kız yatılı okuluna gönderildi ama 1835’te 13 yaşındayken eğitilmesi zor bir çocuk olarak okuldan kovuldu. O zamandan itibaren atölyesinde çizim öğretmeni olarak çalışan babasına yardım etti. Kardeşleri gibi, babasından çizim dersleri aldı ve Louvre’daki eserlerin bazılarını kopyaladı.

Tanınmış kişilerin ve büyük baş hayvanların resimlerini çizdi, büyük atölyelerde resimleri sergilendi, portrelerin satışıyla hayatını kazandı.

Bonheur artık zamanının en önemli ressamlarından biri olarak kabul edilmekteydi ve sadece sanatsal değil aynı zamanda ekonomik olarak çok başarılıydı. Öncelikle İngiltere ve Amerika'daki varlıklı müşteriler için hayvan portreleri üretti. Gittikçe daha fazla ziyaretçi stüdyosuna gelirken, arkadaşı ve yaşam ortağı Nathalie Micas ile birlikte resimlerinin gelirlerinden aldığı Fontainebleau ormanının kenarındaki küçük bir şatoya çekildi. Ziyaretçileri arasında, diğerlerinin yanı sıra, 1865'te kendisine verilen Onur Lejyonu Haçını veren İmparatoriçe Eugénie vardı. Bonheur, Onur Lejyonu Haçını alan ilk kadındı. Ayrıca birçok uluslararası ödül aldı.

Bonheur'un büyük baş hayvanlara ilgisi arttı. Özel bir izinle, altmış yedi yaşındaki 1889'daki Paris Dünya Sergisi için Buffalo Bill Cody'nin Vahşi Batı Şovu'ndaki bizonları ve mustanları resmetti. Yaşamının son yıllarında, birkaç kez portresini yaptığı Amerikalı ressam Anna Elizabeth Klumpke ile arkadaş oldu.

Rosa Bonheur, 25 Mayıs 1899’da 77 yaşında Paris’te yaşamını yitirdi.