본관은 김해, 자는 사능(士能), 호는 단원(檀園)·단구(丹邱)·서호(西湖)·고면거사(高眠居士)·취화사(醉畵士)·첩취옹(輒醉翁)이다. 화원 장필주의 외손자이며 김석무의 아들로 조선 후기의 대표적 화가인 강세황에게 그림을 배웠다.

1773년 영조의 어진과 정조의 왕세자 시절의 초상을 그리고 이듬해 감목관의 직책을 받아 사포서에서 근무하였다. 1777년 신한평, 김응환, 이인문 등과 함께 서울 중부동 강희언의 집에 모여 공적·사적으로 주문받은 그림을 그렸다. 1781년에는 정조어진익선관본 제작에 신한평, 한종유와 함께 도사의 동참화사로 활동하였고, 그 공로로 안기역의 찰방을 제수받았다. 이 무렵부터 명나라 문인화가 이류방의 호를 따라 ‘단원’이라 자호하였다.

1791년에는 연풍 현감에 임명되어 1795년까지 봉직하였다. 현감 퇴임 후 이듬해 왕명으로 용주사의 ‘부모은중경’ 삽화를 그렸으며, 1797년 정부에서 간행한 ‘오륜행실도’의 삽화를 그렸다.

산수화, 풍속화에서 큰 비중을 차지하였지만 고사인물화 및 신선도, 화조화, 불화 등 모든 분야에서 뛰어났다. 그의 시각과 표현 의식들은 중국으로부터 수용된 정형적 관념화의 양식을 뛰어넘어 한국적인 자연이나 생활상을 회화 현장에 도입함으로써 정선 이후 다시 한번 회화의 혁신을 시도한 것으로 평가된다.

특히 40대 이후 나타나는 실경 소재들은 산수뿐만 아니라 상류사회는 물론 평민들의 숨김없는 생활모습까지도 수용하여 표현됨으로써 당시 사회사상 여러 측면을 이해하는 데 도움이 되고 있다. 그의 전체적 화풍의 특성으로는 선려한 감각으로 구사된 단필 선묘들의 운용이나 현장감 넘치는 명쾌한 사실성의 구현으로 이어지는 인물의 묘사 등을 들 수 있다.

회화사적으로 김홍도를 보다 돋보이게 한 것은 풍속화인데, 그는 서민들의 생활상과 생업의 이모저모를 간략하면서도 짜임새 있는 구도 위에 풍부한 해학적 감정을 곁들여 표현함으로써 화단에 새로운 업적을 남겼으며, 이후 여러 화가들에게 많은 영향을 미쳤다.

대표 작품에는 ‘단원풍속도첩’(18세기 후반), ‘송월도’(1779), ‘꽃과 나비’(1782), ‘단원도’(1784), ‘사녀도’(1784), ‘금강사군첩’(1788), ‘연꽃과 게’(1789), ‘을묘년화첩’(1795), ‘병진년화첩’(1796), ‘마상청앵도’(18세기 후반) 등이 있다.