Geboren am 22. August 1908 in Chanteloup-en-Brie, besucht Henri Cartier-Bresson das Lycée Condorcet in Paris. Zunächst begeistert er sich für die Malerei, insbesondere für den Surrealismus. Er nimmt zwischen 1927 und 1928 ein Studium im Künstlerviertel Montparnasse auf, unter anderem beim Kubisten André Lhote.
Seit 1930 widmet sich Cartier-Bresson der Photographie und beginnt mit einer gebrauchten Kamera der französischen Marke Krauss. Während einer Reise an die Elfenbeinküste macht er seine ersten Aufnahmen. 1932 steigt er auf eine Leica um und bleibt zeitlebens bei dieser Marke.
Bereits ein Jahr später erfolgt die erste Ausstellung in New York. Es Reisen nach Mexiko und den USA. Cartier-Bresson unternimmt auch Ausflüge ins Filmmetier, so assistiert er 1936 und 1939 Jean Renoir bei der Regie. In Spanien des aufkommenden Bürgerkriegs dreht er zwei filmische Dokumentationen.
Nachdem die Deutschen in Frankreich einmarschieren, gerät er 1940 in Gefangenschaft und schließt sich nach seiner Flucht 1943 der Résistance an, worauf er die Befreiung von Paris fotografisch dokumentiert.
1946 geht Henri Cartier-Bresson wieder in die USA, wo er die Beteiligten einer Retrospektive am New Yorker Museum of Modern Art überrascht, die anahmen, er sei im Krieg gefallen.
1947 gründet HBC zusammen mit Robert Capa, George Rodger, David Seymour und William Vandivert die Fotoagentur Magnum. Es folgen diverse Reisen, unter anderem nach Indien, China, Afrika und, 1955 als erster ausländischer Photograph, in die Sowjetunion. Später folgten Reisen nach Japan und, im Auftrag des Life Magazine, nach Kuba.
Ab etwa 1970 widmete sich Henri Cartier-Bresson wieder der Malerei. Im Jahr 2000 gründet er zusammen mit seiner Ehefrau Martine Franck und Tochter Mélanie eine Stiftung zur Verwaltung seines Werkes. Am 3. August 2004 stirbt Henri Cartier-Bresson in Montjustin in der Provence.