Auguste Herbin étudie à l'École des Beaux-Arts de Lille de 1898 à 1901 dans l'atelier de Pharaon de Winter puis s'installe à Paris.

Il peint d'abord dans le style impressionniste : l'influence de l'impressionnisme et du post-impressionnisme est visible dans les toiles qu'il envoie au Salon des indépendants en 1906.

Dans les années 1940-1950, Herbin invente son alphabet plastique : une méthode de composition qui part d'un répertoire de 26 couleurs, correspondant chacune à une lettre et à des formes géométriques (triangle, cercle, demi-cercle, quadrilatère), ainsi qu'à une sonorité. Par exemple, la lettre I est associée à un cercle et un triangle, à la couleur orange et à la sonorité ré.

Les peintures d'Herbin s'établissent à partir d'un mot qui donne son titre au tableau, selon des correspondances entre lettre, formes, couleur et sonorités musicales.

Il se rapproche progressivement du cubisme après avoir rencontré Pablo Picasso et Georges Braque en 1909 au Bateau-Lavoir. Il est également encouragé dans cette voie par son amitié avec le critique d'art et collectionneur allemand Wilhelm Uhde. Au Salon des Indépendants de 1910 il est exposé dans la même salle que Jean Metzinger, Albert Gleizes et Fernand Léger, et en 1912 il participe à l'importante exposition de la Section d'Or. Il suit ses amis à Céret entre 1913 et 1923 où il signera plusieurs œuvres cubistes (Paysage à Céret) et supprime la notion de perspective.

Pendant la Première Guerre mondiale, Herbin est affecté à la décoration d'une chapelle militaire au camp de Mailly-le-Camp, et plus tard à des travaux de camouflage dans une usine d'aviation.

Herbin produit ses premières toiles abstraites en 1917. Il est remarqué par Léonce Rosenberg qui lui achète plusieurs toiles et le prend sous contrat à la Galerie de L'Effort Moderne où il expose à plusieurs reprises entre 1918 et 1921. En 1919 Herbin décide d'abandonner le cubisme, pour lui dépassé; il écrit à Gleizes: « L'art ne peut être que monumental. » Il réalise alors sa série d'« objets monumentaux ». Ses peintures sur bois géométriques en relief remettent en question le statut de la peinture de chevalet. Cependant elles sont très mal accueillies, y compris par les critiques favorables au cubisme. Herbin se retire au Cateau-Cambrésis. Il épouse en 1922 Louise Bailleux, qu'il a connue dans cette petite ville. Entre 1922 et 1925 Herbin revient, en proie au doute et sur les conseils de Rosenberg, à un style figuratif. Il désavouera plus tard les paysages, les natures mortes et les scènes de genre de cette époque, telles que Les Joueurs de boules (1923, Musée National d'Art Moderne, Paris), dans lesquelles il représente les objets sous forme de volumes simplifiés.

En 1931 il expose au Salon Association 1940 d'où sortira le groupe Abstraction-Création qu'il fonde avec Georges Vantongerloo. Il se consacre dans ces années à une peinture entièrement géométrique faite de formes simples en aplats de couleurs pures, alternant avec des formes ondulantes. En 1946 Herbin met au point son « Alphabet plastique », essai de codification des correspondances entre lettres, couleurs et formes. En 1949 il présente à la galerie La Gentilhommière à Paris son livre L'Art non figuratif, non objectif où il expose son alphabet plastique, livre qui deviendra l'une des références majeures de la peinture abstraite de cette époque. La seconde génération d'artistes abstraits, celle de Jean Dewasne, Victor Vasarely, Olle Baertling, Richard Mortensen, Robert Jacobsen, etc., le considère comme un maître et recueille son enseignement lors des conférences de l'Atelier d'Art Abstrait un lieu créé par Jean Dewasne et Edgar Pillet ou alors lors du Salon des Réalités Nouvelles. Après la Seconde Guerre mondiale il est avec Jean Arp et Alberto Magnelli, le seul artiste vivant témoin de l'histoire de l'art abstrait dont il contribua à l'évolution.

En 1953 Herbin est frappé d'hémiplégie. Il réapprend à peindre de la main gauche. Sa rencontre en 1956 avec Guy de Lussigny sera décisive dans la carrière du jeune peintre. C'est cette même année qu'il offre 24 œuvres à la ville du Cateau-Cambrésis, constituant ainsi une deuxième collection pour le musée créé par Henri Matisse en 1952.

Depuis les années soixante et jusqu'à aujourd'hui il est représenté à Paris par la galerie Lahumière et la galerie Denise René qui montrent régulièrement ses œuvres.

Dans les années 2000 une série importante de tapis originaux signés et numérotés Herbin ont été réalisés par Didier Marien de la galerie Boccara avec l'accord des ayants droit4. Ces tapis exposés en France, mais aussi à New York, Londres et Moscou ont participé à la redécouverte d'Auguste Herbin dans les grandes capitales artistiques mondiales.

La dernière rétrospective de son oeuvre eut lieu en 2013 au Musée Matisse de Le Cateau-Cambrésis et au Musée d'art moderne de Céret.

En mars/avril 2017 la galerie Le Minotaure, à Paris, présente Art abstrait géométrique : des origines aux Réalités Nouvelles dont le fil rouge est Auguste Herbin (40 pièces présentées : tableaux, gouaches et dessins préparatoires), peintre privilégié par la collection Kouro et grand militant pour la reconnaissance de l’Abstraction (art) en France, à une époque où elle suscitait encore de nombreuses controverses.