Né à Kiev en 1879 dans un milieu mi-polonais mi-ukrainien, il passe son enfance à la campagne et étudie dans un lycée agricole. Très tôt il s'interesse à la peinture et s'inspire des oeuvres de Répine, des Ambulants ou encore celles du peintre ukrainien Pynomenko.

En 1905 il s'installe à Moscou et fréquente l'atelier de Rehrberg. En 1907 et 1908, il participe aux expositions de la Société des artistes de Moscou.Malévitch oriente sa peinture vers le néoprimitivisme et réalise une série de gouaches influencées par Gauguin, Matisse, le pré-cubisme.

En 1913 il présente un ensemble d'oeuvres cubo-futuristes et 'alogiques'

En 1914, il participe au Salon des Indépendants à Paris puis après la déclaration de guerre se consacre à la réalisation d'affiches de propagande inspirées du loubok (image populaire russe généralement gravée sur du bois).

En 1915, il présente à la 'Dernière exposition futuriste de tableaux 0,10 (zéro-dix)' tenue à Pétrograd du 19 décembre 1915 au 19 janvier 1916, un ensemble de 39 œuvres qu'il appelle 'suprématistes', dont Quadrangle, surtout connu comme Carré noir sur fond blanc que Malevitch forgera plus tard en œuvre emblème du suprématisme.
Avec la Révolution de 1917, Malevitch accepta des fonctions institutionnelles comme enseignant et chercheur, et lutte pour la démocratisation.

En 1918 il peignit Carré blanc sur fond blanc, qui est considéré comme le premier monochrome de la peinture contemporaine.

En 1920, une retrospective de 153 oeuvres : 'Malevicht ,  sa voie de l'impréssionisme au suprématisme' à lieu à Moscou.

En 1923, il prend la direction du musée de la culture artistique de Pétrograd, le restrusture. Il est relevé de ses fonctions en 1926, il entreprend alors une série de voyage en Europe.

En 1927, Malevitch partit en voyage en Allemagne, il y laissa 70 tableaux et un manuscrit Le Suprématisme ou le Monde sans objet, publié par le Bauhaus.

En 1929, il fut traité par le pouvoir soviétique de subjectivisme et de rêveur philosophique. Au cours des années 1930, les besoins du pouvoir soviétique en matière d'art ayant évolué, Kazimir Malevitch fut sans cesse attaqué par la presse, perdit ses fonctions officielles – en 1930, il fut même emprisonné et torturé.

En 1932 sont présentés des tableaux suprématistes et possuprématistes au Musée National de Léningrad.

Même si les autorités lui décernèrent des funérailles officielles en 1935, la condamnation de son œuvre et du courant suprématiste s'accompagna d'un oubli de plusieurs décennies jusqu'en 1962.

La reconnaissance de cet artiste intervint à partir des années 1970. Depuis, les nombreuses rétrospectives à travers le monde ont consacré Kazimir Malevitch comme l'un des maîtres de l'art abstrait. Durant la guerre, une quinzaine de ses tableaux disparurent et ne furent jamais retrouvés, une partie se trouve au Stedelijk Museum d'Amsterdam et une autre au MoMA de New York.

Artiste prolifique, il ne cessa de peindre tout au long de sa vie.