Cartier–Bresson werd op 22 augustus 1908 geboren in Chanteloup bij Parijs in een welgesteld gezin. Al op jonge leeftijd greep hij naar een camera, maar op zijn 22e raakte hij er definitief aan verslaafd. Na een verblijf van een jaar in Afrika, keerde hij in 1931 ziek terug naar Frankrijk. Hij herstelde in Marseille en daar ontluikte zijn liefde voor de fotografie, die hij altijd deelde met zijn passie voor de schilderkunst.

Hij koos het straatleven als zijn onderwerp en al snel zag hij hoe een ’snapshot’ ook een grote artistieke en journalistieke waarde kon krijgen. De 35–mm camera, die hij altijd trouw bleef, omschreef hij later als een „verlengstuk van zijn oog". Zijn eerste professionele fotoreportage verscheen in 1931 in het blad ’Vu’.

Tijdens de Tweede Wereldoorlog diende hij enige tijd in het Franse leger. De Duitsers namen hem al rap gevangen, maar hij wist uiteindelijk in 1943 te ontsnappen. Vervolgens was hij actief in de ondergrondse tot het einde van de oorlog.

Na de oorlog begon de belangrijkste periode van zijn loopbaan, waarin hij vanuit de Verenigde Staten en na de oprichting van Magnum in opdracht van talrijke bladen bezoeken bracht aan onder meer Europese landen, de Verenigde Staten, India, China en Rusland. In dat laatste land was hij in 1954 de eerste westerse fotograaf die werd toegelaten na de dood van Stalin een jaar eerder.

In de jaren vijftig en zestig kwamen verschillende fotoboeken van hem uit, met volgens velen Images á La Sauvette (1952), The Decisive Moment in de Engelstalige versie, als een van zijn beste overzichten. Hij maakte ook talrijke portretten van onder meer Jean–Paul Sartre, Henri Matisse en Edith Piaf.

Cartier–Bresson werkte vooral met toestellen die ook menig fotoamateur in zijn tas heeft. ’HCB’, zoals hij ook werd genoemd, gold als een pionier op het gebied van fotografie van objecten in natuurlijk (beschikbaar) licht. Flitsers kwamen bij de Fransman zelden op zijn camera. In 1966 verliet hij Magnum om meer tijd te kunnen besteden aan zijn andere liefdes, tekenen en schilderen.

De werken van de fotograaf worden beheerd door een in 2003 opgerichte stichting. Overzichtstentoonstellingen van zijn foto’s waren te zien in onder meer Parijs (1955, 1980, 2003), New York (1974), Tokio (1989), Rome (1990) en Zürich (1998).