Nació el 6 de agosto de 1928 en Pittsburgh, Pennsylvania, en el seno de una familia de origen checo.
Estudió la especialidad de pintura y escultura en el «Carnegie Institute of Technology» y tras terminar la carrera en 1949 se trasladó a Nueva York, donde fue rápidamente reconocido como ilustrador publicitario y diseñador gráfico. Habitual del mundo dislocado del Nueva York de los 70, de los happenings, las fiestas privadas, la psicodelia, el alcohol y las drogas. Maestro del mass-media, pirata del arte, andrógino provocador, homosexual y tímido, paranoide con delirios de grandeza. Admirado, envidiado, odiado hasta el punto de haber sobrevivido en 1968 a un episodio ocurrido en la propia Factory, oscuro en lo personal y en lo artístico, cuando Valerie Solanis le disparó tres veces sobrevive de milagro.
El cambio de apellido (de Warhola a Warhol) se debió a un error; la revista Glamour Magazine publicó un dibujo suyo titulado Success is a Jobz en agosto de 1949, pero por una equivocación su apellido apareció como Warhol, en lugar de Warhola. Desde entonces decidió utilizar el nuevo apellido.
En los años sesenta atrajo la atención con exposiciones de imágenes sorprendentemente banales, tales como Lata de sopa Campbell (1965, Leo Castelli Gallery, Nueva York) y Botellas de Coca-Cola verdes (1962, Whitney Museum of American Art, Nueva York), o de estrellas famosas como Marilyn Monroe (1962, colección de Mr. y Mrs Burton Tremaine). La importancia de estas imágenes reside en el hecho de que fueran objetos cotidianos y que, al ser impresos, podían ser repetidos mecánicamente hasta el infinito.
Siguió el mismo camino en su trabajo cinematográfico experimental, como The Chelsea Girls (1966), semidocumental de siete horas. En 1963 rodó su primer largometraje con un plano secuencia de un hombre durmiendo: «Sleep«, de 8 horas de duración, en la línea vanguardista del músico Erik Satie y, «Empire«, plano secuencia de ocho horas del edificio Empire State Building. Su cine, lo componen títulos como «Blow Job«, «Couch«, «Mario Banana«, «Harlot«, «My Husler» y la famosísima «The Chelsea Girl» rodada y proyectada mediante dos proyectores en dos pantallas, simultáneamente. Desde planteamientos hiperrealistas, realizó todo su cine, de 1963 a 1973, de forma independiente, creando una serie de «superestrellas» del «Underground» como Viva, Joe Dallesandro, Nico, Ingrid Superstar, Edie Sedgwick, Mario Montez y Paul América, que interpretarán delante del «ojo salvaje» de la cámara de Warhol sus vidas modernas. Warhol nunca pintó directamente, ni dirigió, ni escribió guiones ni colocó la cámara en ninguna de sus películas. Intervino más como ideólogo y artista famoso que firma un «producto» artístico.
Hacia finales de los sesenta, fue Paul Morrisey, quien realizó la más popular serie de sus películas «realistas»: «Flesh«, «Trash«, «L’amour» y «Heat«, seguidas de dos coproducciones internacionales con Carlo Ponti: «Sangre para Drácula» y «Carne para Frankenstein«, en 3-Dimensiones.
Entre las publicaciones de Warhol destacan Mi filosofía de A a B y de B a A (1975) y America (1985), colección de fotografías sobre la vida en Estados Unidos. De 1969 hasta su muerte publicó Interview, revista mensual con artículos ilustrados sobre las celebridades del momento. Al final de su carrera seguía participando en proyectos realizados en colaboración: así, trabajó con Jean Michel Basquiat y Francesco Clemente en lienzos pintados por los tres artistas.
Las obras de las series de 1986, The last Supper (La última cena), Camouflage (Camuflaje) y Self-Portrait (Autorretrato), alcanzaron proporciones monumentales. Consideradas poco después como reflexiones sobre una muerte que le llegaría el 22 de febrero de 1987, a las 6:31h de la mañana, en el New York Hospital después de una operación a la que había sido sometido.
Muchos le consideran como el artista americano más influyente de la segunda mitad del siglo XX. Aun vivo ya era una leyenda por obra, su extravagancia, el número de los escándalos que suscitó, sus 200 pelucas y su vestuario sin olvidar sus decenas de Rolex. El propio Warhol se había convertido por derecho propio en una imagen de marca registrada.
En 1994 abrió sus puertas en Pennsylvania el museo Andy Warhol, el museo más grande de Estados Unidos dedicado a un sólo artista.