Ông sinh ngày 20 tháng 10 năm 1922 tại xã Nam Trung, huyện Nam Đàn, tỉnh Nghệ An. (Giấy khai sinh ghi năm 1922 nhưng thực tế ông sinh năm 1918, tuổi Mậu Ngọ như đã thể hiện trong rất nhiều tranh vẽ ngựa và con giáp Ngọ về sau này)[5]. Cha ông là cụ Phó bảng Nguyễn Tư Tái, đỗ cùng khoa thi với cụ Nguyễn Sinh Sắc. Ông học khóa XV Trường Cao đẳng Mỹ thuật Đông Dương (1941 – 1946). Lúc đang học năm thứ 3, ông đã gây chú ý của giới hội họa với bức tranh sơn dầu Người gác Văn Miếu giành được giải nhất tại Salon Unique năm 1944.

Trong kháng chiến chống Pháp, ông giảng dạy tại Trường Mỹ thuật kháng chiến ở Việt Bắc. Ông cũng có thời gian giảng dạy tại Trường Mỹ Nghệ Hà Nội (1959 – 1960).

Ông mất hồi 10h 27 phút ngày 15/06/2016 tại Bệnh viện Hữu nghị Hà Nội.