Nasce in un sobborgo di Vienna. I genitori sono Erbst, di professione orafo incisore e Anna Finster, viennese di modeste condizioni. Nel 1876 si iscrive alla scuola d’Art e Mestieri del museo Austriaco per l’arte e l’industria. Si afferma a Vienna come erede del sontuoso storicismo di Hans Makart e lavora alle decorazioni pittoriche di diversi edifici pubblici, come il Burgtheater e il Kunsthistorisches museum.

Nel 1888 riceve dall’imperatore Francesco Giuseppe la massima onorificenza della croce d’oro al merito, per la sua attività artistica. Dal 1898 al 1903 cura la pubblicazione della rivista Ver Sacrum, organo ufficiale della Secessione. Nel 1891 riceve l’incarico dal ministero per la Cultura e l’Istruzione di preparare alcuni schizzi per la decorazione pittorica dell’Aula magna dell’Università di Vienna. Nel 1897 diventa presidente della Secessione o Unione degli artisti figurativi d’Austria. Negli anni della Secessione Klimt matura uno stile individuale combinando audacemente sulla superficie elementi naturalistici e astrazione decorativa.

Nel 1906 i secessionisti che fanno capo a Klimt, formano un nuovo gruppo detto Kunstschau, o più genericamente gruppo Klimt, sostenuto dal giornale Erdgeist. Nell’estate del 1908 si apre la Kunstschau Wien la prima manifestazione ufficiale del gruppo. All’esposizione Internazionale d’Arte a Roma Klimt ottiene con Vita e Morte il primo premio ex-aequo con Zuloaga e Szinyei Merse.

Nel 1914 in Germania inizia la critica all’opera di Klimt, sotto l’influsso delle teorie espressionistiche. Nel 1918 viene colpito da un attacco apoplettico. Muore il 6 febbraio dello stesso anno.