Aos 17 anos, em 1945, entrou no Instituto de Tecnologia de Carnegie, em Pittsburgh, hoje Universidade Carnegie Mellon e se graduou em design.
Logo após mudou para Nova York e começou a trabalhar como ilustrador de importantes revistas, como Vogue, Harper's Bazaar e The New Yorker, além de fazer anúncios publicitários e displays para vitrines de lojas. Começa aí uma carreira de sucesso como artista gráfico ganhando diversos prêmios como diretor de arte do Art Director's Club e do Instituto Americano de Artes Gráficas.
O anos 60 marcam uma guinada na sua carreira de artista plástico e passa a se utilizar dos motivos e conceitos da publicidade em suas obras, com o uso de cores fortes e brilhantes e tintas acrílicas. Reinventa a Pop Art com a reprodução mecânica e seus múltiplos serigráficos são temas do cotidiano e artigos de consumo, como as reproduções das latas de sopas Campbell e a garrafa de Coca-Cola, além de rostos de figuras conhecidas como Marilyn Monroe, Liz Taylor, Elvis Presley, Che Guevara e símbolos icônicos da história da arte, como Mona Lisa. Estes temas eram reproduzidos serialmente com variações de cores.
Em 1968, Valerie Solanis, fundadora e única membra da SCUM (Society for Cutting Up Men (Sociedade para castrar homens) invade o estúdio de Warhol e o fere com um tiro, mas o ataque não é fatal e Warhol se recupera, depois de se submeter a uma cirurgia que durou cinco horas. Este fato é tema do filme "I shot Andy Warhol" (Eu atirei em Andy Warhol), dirigido por Mary Harron, em 1996.