A Karib-tengeri Saint-Thomas szigeten született, portugál-francia zsidó apától és kreol anyától. Fiatalon kereskedői pályára készült. 1855-ben települt át Franciaországba, és Corot-nál tanult tájképfestészetet 1860 körül, de főleg saját maga képezte ki magát; ekkoriban ismerte meg Monet-t, 1861-ben pedig Cézanne-t. Korai tájképei a barbizoni iskola hagyományát követik tompa színeikkel és egyszerű kompozíciójukkal. Courbet hatására utal, hogy javarészt festőkéssel dolgozott rajtuk. 1870-től Pissarro kisebb méretű tájképeket festett, amelyeken a különböző felületi és atmoszferikus hatásokat eltérő ecsetvonásokkal érzékeltette. 1870-ben a porosz-francia háború elől Londonba menekült, ahol találkozott Monet-val, és alkalma nyílt Constable és Turner festményeinek tanulmányozására. Londonban és visszatérését követően Franciaországban 1871-73 között festett képein azonban nem érzékelhető az angol festészet közvetlen hatása. Az 1870-ben elkezdett csapáson haladnak a természet változatos jelenségeinek megfigyelésével. Ebben az időszakban Pissarro szemléletmódja rendkívül közel állt Sisley-éhez.

1874 körül nagyobb felületi egységre kezdett törekedni festményeiben, talán annak eredményeképpen, hogy közeli kapcsolatba került Cézannenal; 1872-74 között rendszeresen együtt dolgoztak. Kezdetben festőkést használt, és viszonylag széles vonásokkal igyekezett megteremteni az egységet. 1876-ban és 1877-ben viszont sűrűn egymás mellé helyezett apró ecsetvonásokkal dolgozott, amelyek eltérő színűek, de gyakran azonos irányúak; ezáltal képfelületei egységesekké váltak, ugyanakkor módja volt az atmoszféra színeinek változatosságát is érvényre juttani. 1872-84 között Pissarro a Párizstól északra fekvő Pontoise környékén élt; ezután még északabbra, Eragnybe költözött, és mindvégig ebben a faluban maradt. Központi szerepet játszott az impresszionisták csoportkiállításainak szervezésében (1874-86), és az egyetlen volt közülük, aki mind a nyolc tárlaton részt vett. Fő témája a tájkép volt, gyakran paraszti figurákkal, de 1896-tól kezdve festett városkép-sorozatokat is Rouenban és Párizsban. 1888-ban azonban már úgy érezte, hogy a pointillista eljárás szigora gátolja a természet eleven sokféleségének közvetlen visszaadásában. Az 1888-ban befejezett Kilátás az ablakomból, Eragny változatos, ugyanakkor továbbra is igen apró ecsetvonásokból áll. Későbbi műveiben már szélesebb a festésmód és összevontabbak a színek (A Boieldieu- híd Rouenban, 1896). Ezeknek a festményeknek színkompozíciója azt sejteti, hogy Turner hatása 1890 táján vált meghatározóvá művészetében. Igen értékesek grafikai munkái, tollrajzai és ceruzarajzai, amelyek a fehér és fekete foltoknak finomságával ugyanolyan lágy festői hatásokat adnak, mint olajfestményei és pasztelljei. A budapesti Szépművészeti Múzeumban szép és jellegzetes festményt láthatunk tőle.