Batı anlayışında Türk resminin ilk temsilcisi olan ressam, müzeci.Babası aslen Sakızlı bir Rum olan İbrahim Edhem Paşa tarafından hukuk öğrenimi için Paris‘e gönderildi.Hukuk derslerini izlemekle birlikte, bir yandan da Paris Güzel Sanatlar Yüksek okulu’nda Gerome ve Bulanger’nin atölyelerinde resim çalıştı; sanat tarihi ve arkeoloji derslerini izledi.
Paris’te öğrenimde bulunan Süleyman Seyid bey ve Şeker Ahmed Paşa ile birlikte 2. Paris Dünya Sergi’ne (1867) katıldı ve gümüş madalya kazandı.Oniki yıl sonra İstanbul’a döndü (1869). Midhat Paşa, özgür düşünceli başka gençlerle birlikte onu da Bağdad Valiliği Umur-ı Ecnebiye Müdürü sıfatıyla yanında götürdü.
İstanbul’a dönünce (1871) Teşrifat-ı Hariciye Müdür Muavinliği’ne getirildi. 1871’de Viyana Ulusal Sergisi için İstanbul’dan götürülecek yapıtları seçmek ve sergilemekle görevlendirildi.Birtakım devlet görevlerinde bulunduktan sonra Altıncı Daire-i Belediye Müdürlüğü’ne getirildi (1877). 1881’de Müze-i Hümayun (İstanbul Arkeoloji Müzesi) müdürlüğüne atandı.
Müzeyi zenginleştirmekle kalmayan Osman Hamdi Bey, hazırladığı Âsar-ı Atika Nizamnamesi’nin yürürlüğe konulmasını sağlayarak ve kazılar yaptırarak Osmanlı Devleti sınırları içerisindeki eski sanat ve kültür yapıtlarının korunması yolunda özcü oldu. İskender Lahdi‘nin çıkarıldığı Sayda Kazısı’na (1887) kendisi de katıldı.Sanayi-i Nefise Mektebi’nin (Sonra Güzel sanatlar Akademisi, bugün Mimar Sinan Üniversitesi) kurulmasını (1882) sağladı.
1883’te açılan okulun müdürlüğüne getirildi ve bu kurumun gelişmesi yolunda büyük çaba harcadı.Müze müdürlüğü ile Sanayi-i Nefise’nin yöneticiliğini birlikte yürüttü.Yapıtları 1867 ve 1889 Paris, 1873 Viyana, 1886 Roma, 1891 Berlin, 1893 Columbia, 1903 Münih sergilerinde altın ve gümüş madalya kazandı.Avrupa ve Amerika’daki birçok bilim kuruluşuyla ilişkisini sürdürdü; Oxford ve Pennyslvania Üniversitelerinden onursal doktorluk unvanı aldı.Titiz bir işçiliğin ürünü olan büyük boyutlu tablolarına Doğu dünyasından ilginç görünümleri konu alan Osman Hamdi Bey, aynı zamanda Türk resmine Batılı anlamda figürü getiren ilk sanatçı oldu ve böylece figür ressamlığının yolunu açtı.