C’est auprès de son père Orazio qu’elle commence à travailler. Vers 1620, elle fréquente le cercle des peintres caravagesques dont Simon Vouet.
Elle commence à travailler pour le duc Maximilien I de Bavière et pour des clients privés. En 1621, son père quitte Rome pour s’installer à Gênes. ils ne se reverront plus jusqu’en 1638.
Après avoir travaillé à la Cour de Marie de Médicis, Orazio Gentileschi rejoint en 1626 la Cour de Charles I d’Angleterre à Londres.
La même année, trois tableaux d’Artemisia sont achetés par Fernando Afran de Ribera III, duc d’Alcala, ambassadeur du roi d’Espagne auprès du Pape.
Artemisia s’installe à Venise. En 1628, commande lui est passée pour la toile « Hercule et Omphale » pour l’Alcazar, résidence à Madrid du roi Philippe VI d’Espagne.
En 1630, elle fut une épidémie de peste à Venise et s’établit à Naples à l’invitation du duc d’Alcala qui est devenu vice-roi de Naples.
En 1630, elle fréquente la cour vice-royale et travaille pour Eléonore de Gonzague, deuxième épouse de l’empereur Ferdinand d’Autriche.
En 1635, elle travaille pour Charles I de Lorraine en exil à Florence. Elle réalise des tableaux pour la cathédrale de Pouzzoles.
En 1638, retrouvailles avec son père à Londres qui l’a appelée pour l’aider à réaliser le plafond de la Maison de la Reine à Greenwich. Elle peint plusieurs tableaux pour la Cour d’Angleterre qui sont encore dans les collections royales comme « Suzanne et les vieillards ».
Son père meurt en 1639, Artemisia regagne Naples. Elle connaît alors des difficultés financières importantes. En 1656, elle décède des suites d’une épidémie de peste. elle est inhumée en l’église San Giovanni à Naples
