Er erhielt durch seinen älteren Bruder erste künstlerische Anregungen. 1853 wurde er nach einer Bildhauerlehre in die Akademie der Künste in München aufgenommen. Großen Einfluß auf seine weitere künstlerische Entwicklung hatte die Tatsache, daß er in die "Mal- und Componierklasse" von Karl v. Piloty aufgenommen wurde. 1858 unternahm Lenbach seine erste Italienreise. Sein erstes großes Genrebild konnte er im selben Jahr verkaufen. Etwa 1860 begann Lenbachs glanzvolle Karriere als Porträtmaler. In seinen realistischen Porträts wird das Gesicht in markanten und charakteristischen Zügen aus dem braunen Hintergund hervorgehoben. 1862 begann er eine mehrere Jahre andauernde Kopiertätigkeit von Bildern alter Meister. 1867 stellte Lenbach auf der Weltausstellung in Paris aus und erhielt für sein Werk eine Goldmedaille. 1892 wurde Lenbach Präsident der "Gesellschaft zur Beförderung rationeller Malverfahren" und leitete 1893 den ersten Kongreß für Maltechnik. Der Künstler wurde vor allem bekannt durch seine Porträts prominenter Persönlichkeiten wie Papst Leo XIII., Kaiser Wilhelm I., Fürst Bismarck, Helmuth Graf von Moltke, Richard Wagner, Franz Liszt, Kaiser Wilhelm II. und anderen.