Középosztálybeli családból származott, apja orvos volt. Gyerek- és ifjúkorát "a betegség, az őrület és a halál angyalai vették körbe": öt
5 éves volt, amikor elvesztette anyját, 14, amikor egyik húga, huszonéves, amikor apja és egyik bátyja is meghalt, egyik nővére megőrült. Maga Munch is labilis alkat, nikotinfüggő volt, alkoholproblémákkal küzdött, többféle pszichés betegségtől szenvedett.

Mérnöknek készült, de a műszaki főiskoláról kimaradt, majd a kristianiai (oslói) Királyi Művészeti Iskolában festeni tanult. Tagja lett egy bohém művészcsoportnak, Christian Krohg és Frits Thaulow voltak első mesterei, utóbbi felesége pedig első szerelme is. 1885-ben Párizsba utazott, a Louvre és a Salon festményeit tanulmányozta, különösen Manet hatott rá. 1889-ben Oslóban megnyílt első önálló kiállítása, amely meglehetősen vegyes fogadtatásban részesült. A festő állami ösztöndíjjal Párizsba utazott, ahol szakított a naturalizmussal és az impresszionizmushoz közeledett. Hazatérése után Berlinbe kapott meghívást, de önálló kiállítása botrányosra sikeredett, egy hét múlva be is zárták.
 
Képeinek szenvedélyessége és a hagyományokat elvető képzelőereje miatt állandóan a viták kereszttüzébe került. Eredeti stílusa ebben az időben bontakozott ki, a szecessziósan kígyózó vonalak, a táj ívei, a komor tónusok nem díszítőelemek nála, segítségükkel mély lelki folyamatokat tárt fel. 1893-ban készült legismertebb műve, A sikoly a kozmikus erejű félelem megjelenítése. Berlinben kezdett dolgozni Az Élet fríze című, az életről, a szerelemről és a halálról szóló festménysorozatának motívumain. Ennek darabjai A hang, A csók és a Madonna című képek is, a nő és a férfi bonyolult, olykor ambivalens kapcsolatának sajátos ábrázolásai. Munch jól ismerte a szerelem gyötrelmét, harmonikus kapcsolatban nem nagyon volt része.

1894-től litográfiákat is készített, kísérleti terepnek tartotta a grafikát, több emberhez is eljuttatta művészi üzenetét. A kilencvenes évek közepétől egy évtizeden keresztül állandó utazásban telt élete, Norvégia mellett főként Berlinben és Párizsban élt, alkotott, s az Egyesült Államokban is voltak kiállításai. Képeinek visszatérő motívuma a halál, az elmúlás: a Halottas ágynál, a Halál a betegszobában, a Halott anya és gyermeke című képein gyerekkori élményeit dolgozta fel. Az állandó utazás, a megfeszített munka idegösszeroppanáshoz vezetett, 1908-ban és 1909-ben hosszabb időt szanatóriumban töltött. Gyógyulása után az oslói egyetem aulájának kifestését kezdte meg, fő motívuma az allegorikus képekkel körülvett Nap lett. Késői alkotásai kevéssé avantgárd jellegűek, több önarcképet is készített. 1937-ben a német múzeumokból, degenerált művészetnek titulálva, a nácik eltávolították képeit.

Edvard Munch 1944. január 23-án az Oslo melletti Ekelyben halt meg. Vagyonát és minden művét Oslo városára hagyta, ahol 1963-ban nyílt meg a Munch Múzeum.