W tajniki sztuki malarskiej wprowadzał ją jej ojciec, znany, ale niespecjalnie ceniony malarz rzymski, a zarazem dobry kolega Caravaggia – Orazio Gentileschi. Jemu też często pozowała jako modelka. Na dalszym życiu, ale też karierze Artemizji zaważył jednak kontakt z innym znajomym ojca, z którym ten współtworzył liczne freski w rzymskich kościołach, cenionym w tym czasie znawcą perspektywy – Agostino Tassim. Z nauki perspektywy, którą miała u niego pobierać, rozwinęło się coś więcej. Czy doszło do gwałtu, czy też nie – do końca nie wiemy, dość powiedzieć, że ojciec Artemizji oskarżył kolegę o zhańbienie córki. Ponieważ Tassi ze swej strony zarzucił jej nierząd, rozpoczął się poniżający dziewczynę proces, w czasie którego poddawana była upokarzającym badaniom medycznym i przesłuchaniom mającym na celu ustalenie jej profilu psychologicznego (czy była dziewczyną lekkich obyczajów, czy nie). Ostatecznie Tassi został skazany (przy okazji również za kradzież obrazów) na osiem miesięcy więzienia, jednak reputacja młodej kobiety, pomimo zamążpójścia, legła w gruzach. Z tego też powodu wyjechała ona w 1612 roku do Florencji, gdzie urodziła dziewczynkę, ale przede wszystkim uzyskała ambitne zlecenia malarskie, świadczące o powolnym uwalnianiu się od maniery malarskiej ojca. Protektorem Artemizji stał się w tym czasie wielki książę Toskanii, Cosimo II. 

Sława Gentileschi z czasem na tyle się ugruntowała, że w 1623 roku postanowiła powrócić do Rzymu, odpowiadając na zaproszenie licznych zleceniodawców, między innymi nepota papieskiego i miłośnika sztuki – Francesco Barberiniego. W mieście nad Tybrem nie zabawiła długo. Już w 1630 roku udała się do Neapolu, gdzie w pełni rozbłysnął jej talent. Przez pewien czas pracowała też na dworze króla Karola I w Anglii.

Zmarła w Neapolu, nękana chorobami i problemami finansowymi. Zaginęła też pamięć o niej. Odkryto ją na nowo dopiero w latach sześćdziesiątych XX wieku, i to nie bez problemu. Artemizja pozostawiła po sobie sztukę tak niekobiecą, a jej obrazy, na których Holofernes zarzynany jest jak zwierzę, a postacie kobiet emanują erotyczną siłą (św. Zuzanna czy Lukrecja), tak dalekie były od standardowo rozumianej „sztuki kobiecej” (którą przez wieki kojarzono z miniaturami, portretami, martwymi naturami czy kompozycjami kwiatowymi), że współczesnym badaczom trudno było przyznać, że wyszły one spod ręki kobiety. Sporo czasu upłynęło, zanim poszczególne płótna przyporządkowano właśnie jej. Dziś jest podziwiana jak mało który twórca epoki seicenta (oprócz Caravaggia), a wystawy jej obrazów cieszą się popularnością, jakiej tylko pozazdrościć by jej mogli jej koledzy po fachu tamtego czasu.

Galleria Spada

•     Madonna z Dzieciątkiem (1611), wczesny obraz, namalowany jeszcze w warsztacie ojca i pod jego wpływem
•     Święta Cecylia grająca na lutni (1620), obraz malarki już dojrzałej, choć wciąż poszukującej swego artystycznego stylu

Galleria Nazionale d’Arte Antica

•     Alegoria malarstwa (1635), obraz stworzony po wyjeździe z Rzymu, ukazujący najprawdopodobniej wizerunek samej malarki pracującej nad męskim portretem