Artemisia a 17. század leghíresebb női festője. Rómában, Firenzében, Velencében, Nápolyban és Londonban dolgozott, az európai társadalom legmagasabb szintjein, köztük Toszkána Nagyhercegén és IV.
Artemisia Rómában született, öt gyermeke közül a legidősebb, és egyetlen lánya Orazio Gentileschi, aki alatt képzett. Artemisia legkorábbi aláírt és keltezett festménye, A “Susanna és a vének” (Schloss Weißenstein collection, Pommersfelden, Németország) 1610-ből származik. Egy évvel később Agostino Tassi festő, apja egyik ismerőse és munkatársa megerőszakolta Artemisiát. egy hírhedt tárgyalás, amelyet aprólékosan rögzítettek a fennmaradt dokumentumokban, 1612-ben következett be. Tassit bűnösnek találták és száműzték Rómából, bár büntetését soha nem hajtották végre.
a tárgyalás után Artemisia feleségül vett egy kevéssé ismert firenzei művészt Pierantonio di Vincenzo Stiattesi néven, majd nem sokkal később Rómába utazott Firenzébe. Ott öt gyermeke született, és önálló művészként telepedett le, 1616-ban lett az első nő, aki felvételt nyert a Rajzművészeti Akadémiára. Artemisia 1620-ban tért vissza Rómába, miután a hitelezők adósságokat halmoztak fel, és ott maradt 10 évig (kivéve egy 1628-as Velencei utazást).
1630-tól Nápolyban telepedett le, ahol haláláig sikeres stúdiót vezetett. 1639-ben rövid időre Londonba látogatott, talán azért, hogy segítse a beteg apját a királynő házának Greenwichben (jelenleg a londoni Marlborough House-ban) mennyezeti festményén, de a következő évben visszatért Nápolyba. Halálának pontos dátuma nem ismert, de egy nemrégiben felfedezett dokumentum rögzíti, hogy még mindig Nápolyban él 1654 augusztusában.