Nació el 12 de enero de 1591 en Játiva (Valencia). En Roma ingresó en la Academia de San Lucas. Viaja a Nápoles (1616), ciudad donde desarrolló toda su carrera pictórica hasta su muerte en 1652 como el pintor favorito de los virreyes de España residentes en dicha ciudad. Fue conocido con el sobrenombre de 'el Españoleto', por su corta estatura. Fue el pintor del Siglo de oro que de una manera más acentuada siguió los avances estilísticos del claroscuro del pintor italiano Caravaggio. En obras como San Andrés (c. 1630-1632, Museo del Prado, Madrid) presenta un claro contraste lumínico entre las zonas de luz y las de sombras. En la mayor parte de sus temas pictóricos aparece una iconografía religiosa; representa escenas de martirios como El martirio de san Felipe (1639), en el Museo del Prado. También realiza obras de carácter profano, como figuras de filósofos (Arquímedes, 1630, Museo del Prado), temáticas mitológicas como el Sileno del Museo de Capodimonte de Nápoles de 1626 (es su primer cuadro firmado y fechado), representaciones alegóricas de los sentidos (Alegoría del tacto de 1632, Museo del Prado, conocido como El escultor ciego), y algunos retratos como Retrato de Magdalena Ventura con su marido (1631, Fundación Casa Ducal de Medinaceli, Palacio Lerma de Toledo).
A partir de la década de 1630, deja en parte el tenebrismo y se abre a un concepto pictórico más luminista, el cambio es una reinterpretación de la pintura de Tiziano y Pablo Veronés, así como a la influencia que recibe de la pintura de Giovanni Lanfranco. En El sueño de Jacob o en La Magdalena fechadas en 1639 y 1640 (Museo del Prado), aparecen sus cielos azules de esta segunda etapa. Al final de la década de 1640 se acerca a las composiciones tenebristas de su primer momento pictórico sin abandonar los avances de su segunda etapa. Padece una larga enfermedad que le impide casi seguir pintando.