Рођена у Каћу 12. октобра 1873. године од оца Димитрија – Мите Петровића и мајке Милеве, сестричинеСветозара Милетића.[1] Њен млађи брат је књижевник Растко Петровић.
Са породицом се 1884. године преселила у Београд. Вишу женску школу завршила је у Београду 1891. године. Следеће, 1892. године, полаже испит за наставницу цртања у средњим школама и постаје ученица у атељеу Ђорђа Крстића. 1896/97. године похађа школу код Цирила Кутљика. Од 1898. године почиње школовање у Минхену у атељеу Словенца Антона Ажбеа.
Већ 1900. године имала је прву самосталну изложбу у Београду. Године 1901. започиње рад у атељеу Јулијуса Екстера у Минхену. Године 1903, 26. августа са Делфом Иванић и Милицом Добриоснива хуманитарно друштво Коло српских сестара.[2] Друштво је настало као одговор на погроме над хришћанима у, како се тада сматрало Старој Србији, након Илинденског устанка. Надежда је са Милицом Добри крајем 1903. чак отишла у Македонију и тамо делила хуманитарну помоћ коју је друштво сакупило. Са њима је под маском пратиоца ишао и Војислав Танкосић који је радио на стварању српске четничке организације. Надежда је своје импресије са овог опасног путовања оставила у драми Војвода Мицко Поречки, где је главни лик војвода Мицко Крстић. Драма није објављена за њеног живота. Од 1904. године ангажује се у домовини око Прве југословенске уметничке изложбе, оснивања Ладе и Прве југословенске уметничке колоније (Сићево, Пирот, 1905. године). Бавила се и ликовном критиком.
До 1912. године излагала је на многобројним изложбама: Изложба Ладе; Изложба југословенске колоније 1907; Изложба српског уметничког удружења 1908; Друга самостална изложба у Љубљани 1910; исте године у Паризуна Јесењем салону и у Загребу у оквиру групе Медулић; наредне 1911. године излагала је у српском павиљону на Међународној изложби у Риму, на Салону интернационалне уније и Јесењем салону у Паризу. У Београду је 1912. године отворила сликарску школу и учествовала на четвртој југословенској изложби.
Отац јој је умро априла 1911, а мајка 1912. године. Њихову смрт је тешко поднела.[3] У Првом балканском рату учествује као добровољна болничарка на фронту. Са српском војском је поново 1913. и 1914. године. Умрла је у Ваљеву 3. априла 1915. године, од пегавог тифуса, била је на дужности добровољне болничарке. Епидемија у Ваљеву је однела животе и лекаримаДрагињи Бабић, Селимиру Ђорђевићу и другима.
У Чачку се од 1960. одржава сликарско бијенале под називом Меморијал Надежде Петровић.
Сликарство Надежде Петровић, најзначајнијег нашег уметника с почетка века, уводи српску уметност у токове савремене европске уметности. Захваљујући њеном духу који је, из мале Србије, стремио модерном свету, али и срећним околностима да се, почетком 20. века, школује и да посети ликовне центре Европе, њено сликарство иде, највећим делом, у корак са европским експресионизмом, а понекад се чак приближава, тада још неафирмисаној, апстракцији.
На њеним најбољим радовима доминирају велике површине, њене омиљене, ужарено црвене боје и, њој комплементарна, зелена. Љубав према бојама ствара на неким платнима колористички вртлог где се, поред осталих, истичу фовистичка љубичаста, плава и црна боја. Снажни потези четкице и широки и густи, пастуозни, намази понекад платно претварају у динамичну рељефасту површину. Волела је да слика портрете и пејзаже, а њен патриотизам огледао се и у честом избору тема из националне историје и сликању људи и предела Србије.
Дело Надежде Петровић, у целини, зрачи страшном експресијом, снагом и храброшћу ове јединствене жене – сликара саБалкана. Школовање у Минхену, посете Паризу и Италији и стални повратак традиционалној Србији оставили су траг на њеним платнима, па се њен опус може поделити на неколико периода.
Током балканских и Првог светског рата бавила се и фотографијом, као прва жена ратни фотограф.[4]
Први минхенски период – учење у школи Антона Ажбеа, словеначког сликара (Баварац, копије старих мајстора)
Други минхенски период – рад у атељеу Јулијуса Екстера, једног од оснивача минхенске Сецесије (Баварац са шеширом,Воденица, Иберзе, Борова шума, Јелова шума, Акт с леђа
-
Дрво у шуми, 1902,Народни музеј Београд
-
Баварац са шеширом, 1900, Уметничка галерија „Надежда Петровић“ Чачак
-
Воденица, 1901, Уметничка галерија „Надежда Петровић“Чачак
Први српски период – после 1903. (Стабло у шуми, Ресник – више студија, Старо гробље, Жетва, Домаћин, Девојче из Сићева, Сићево – више студија, Гуслар, Калуђер)
Други српски период – после Италије 1907. (Дереглије на Сави, Жена са сунцобраном, Анђа, Старо београдско гробље)
-
Ресник, 1904, Народни музеј Београд
-
Портрет старице (Милевица Петровић), 1909, Уметничка галерија „Надежда Петровић“ Чачак
-
Призренка (Циганка), 1905, Уметничка галерија „Надежда Петровић“ Чачак
-
Из Иберзеа, уље на картону 1907. (Музеј савремене уметности)(Мост на Сени, Кеј на Сени, Краљевић Марко и Милош Обилић, Булоњска шума, Море, Плажа у Бретањи, Богородичина црква у Паризу)
-
Море, 1910, Уметничка галерија „Надежда Петровић“ Чачак
(Чаршија, Стари шедрван у Призрену, Призрен, Грачаница – неколико студија, Косовски божури – неколико студија, Душанов мост, Везиров мост,Рушевине, Ваљевска болница)
-
-