Első női művészként 1865-ben Eugénia császárné kezéből vehette át a francia Becsületrendet. Olyan nagyságok csodálatát váltotta ki, mint III. Napóleon, Viktória királynő, Georges Bizet vagy Victor Hugo.
Bordeaux-ban született 1822. március 16-án. A festészetet testvéreivel együtt apjától tanulta, aki jó nevű tájfestő volt. A gyermek Rosa sok időt töltött nagyapjának a Bordeaux melletti, Quinsacban lévő birtokán, ahol a háziállatok közelében lehetett: „Amennyire csak vissza tudok emlékezni, látom magamat, amint a mezőkön szaladgálok, ahol a marhák legelnek. Nemegyszer csaknem felökleltek, nem tudván, hogy a kislány, akit üldözőbe vettek, egész életében szőrzetük szépségét fogja csodálni.” Az iskolában semmi sem érdekelte, csak a rajzórák. „Ahelyett, hogy megtanultam volna a leckéimet, minden időmet azzal töltöttem, hogy Noé bárkájának valamennyi állatát lerajzoltam a füzetembe” – írta visszaemlékezésében.
Amikor a család Párizsba költözik, Rosa fáradhatatlanul tanulmányozza a Louvre-ban a régi mesterek műveit. Gyermekkorában az állatok szerelmese lesz, lovak, birkák, madarak veszik körül, amiket majd modellként használ fel. Természettudományos könyvekből kitanulja az állatok anatómiáját. Tizenegy éves, amikor elveszíti édesanyját, ami rendkívül megviseli, és már ekkor elhatározza, hogy csak saját erejére fog az életben támaszkodni. 1841-ben, tizenkilenc évesen mutatkozik be a párizsi Szalon kiállításán Két nyúl című festményével.
Már ezen a képen is kitűnik a művész fotografikus realizmusa, ami valamennyi művét jellemzi. 1848-ban első díjat nyer Bikák és marhák című festményével.
Rosa ekkor már ünnepelt festő, és a Második Köztársaság kormánya falusi témájú képet rendel tőle. A Szalonban 1849-ben kiállított, 133 × 260 centiméteres Szántás Nivernais-ben a kritika egyöntetű elismerését váltja ki.
Ettől kezdve a kor egyik legelismertebb művésze, aki monumentális képeivel hívja fel magára a figyelmet. De nemcsak művészetével, szokásaival is kitűnt kortársai közül. Abban az időben csak a férfiak viselhettek nadrágot, a nők kötelező öltözéke a szoknya volt. Rosa a Prefektúrától külön engedélyt kér, hogy nadrágban járhasson, mivel így kényelmesebben tanulmányozhatta az állatok viselkedését. Az 1853-as Szalonban mutatta be Lóvásár Párizsban című, 244,5 × 506,7 centiméteres képét, amelyen a művész három éven át dolgozott. A művészettörténészek szerint Théodore Géricault óta senki nem festette meg a lovakat olyan művészi erővel, mint ő.
Rosának eszébe jutottak a Parthenon frízeinek lovai, amelyekről a következőket jegyezte fel: „Lovaikkal foglalkozó lócsiszárok között a Parthenon frízeire gondoltam. Miért is ne csinálnék valami effélét? Nem másolni, interpretálni akartam. Ebben a szellemben számtalan kompozíciót és tanulmányt készítettem.”
Festményein azonnal feltűnik, hogy a művész behatóan ismerte az állatok morfológiáját. A festő megkülönböztetett figyelmet fordított tekintetükre. Barátnőjének, az amerikai Anne Klumpkének mondta egyszer: „Csak az állatok között éreztem jól magamat. Szenvedélyesen tanulmányoztam életmódjukat. Amit különös érdeklődéssel megfigyeltem, tekintetük volt; nem a lélek tükre-e a szem valamennyi élőlénynél?” Rose festményein a lovak mintha csak a kép nézőjét figyelnék. Ezt igazolja a Lóvásár Párizsban című festmény egy részlete is.
Ezt a képét Angliában is bemutatták, ahol Viktória királynő is látni akarta. A kép árából – elsőként a női festők közül – megvette otthonát, nem is akármilyent. Fontainebleau mellett, Thomeryben a Château de By-nek nevezett, XV. században épült kastélyt.
Gyermekkori barátnőjével, Nathalie Micasszal és annak édesanyjával költözött be Rosa a kastélyba, ahol negyven éven át élt és alkotott. Körülvette magát kedvenc állataival: „Időnként valóságos Noé bárkája volt. Lehetett itt látni muflonokat, szarvasokat, őzeket, zergéket, vaddisznókat, birkákat, lovakat, marhákat, még oroszlánokat is.” Mint állatvédő is kimagasló tevékenységet végzett, 1845-ben támogatta az Állatvédő Egyesület megalapítását, amelynek célja volt begyűjteni az elveszett, elhagyott és elhanyagolt állatokat. Három hektárnyi birtokán majd kétszáz állat élt szabadon.
Jóval megelőzve a XX. század meghatározó feminista gondolkodóját, Simone de Beauvoirt, Rosa Bonheur a feminizmus úttörője volt: „Sohasem kívántam szabadságomat áruba bocsátani, mert eleget kívántam tenni szent elhivatottságomnak, amit vállaltam. Mindig is a nők felemelkedéséért küzdöttem” – írja emlékiratában. Egész élete azt példázza, hogy a nőknek ugyanúgy helyük van a művészetben, mint a férfiaknak. Abban a korban, amikor a nőknek nem volt ugyanolyan joguk a művészi képzéshez, mint a férfiaknak, mert nem tanulhattak a Szépművészeti Akadémián, Rose kijelentette: „A művészet nem ismer nemi megkülönböztetést.”
1889-ben Nathalie Micas halála megrendíti. Utolsó éveit Rosa az amerikai portréfestővel, Anna Klumpkéval tölti. 1899. május 25-én tüdőgyulladásban halt meg By kastélyában. Sírja a párizsi Père-Lachaise temetőben van.
