Nacque a Bagheria, Palermo, il 26 dicembre 1911.
Completò gli studi classici a Palermo e, nel 1931, abbandonata la facoltà di giurisprudenza alla quale si era iscritto per compiacere la volontà paterna, si trasferì a Roma dove espose alla I Quadriennale.
Tra il 1935 e il '37 soggiornò a Milano, dove entrò in contatto con la ricerca artistica che vi sviluppavano artisti come Renato Birolli (905-1959) e Giacomo Manzù (1908-1991), critici come Edoardo Persico (1900-1936) o filosofi come Antonio Banfi (1886-1957). In questo ambiente, oltre ad abbracciare la causa antifascista, entrò in contatto con la reazione anti-Novecento, avvicinandosi all'arte realista.
Fortemente schierato ideologicamente, Guttuso non abbracciò mai il realismo socialista di stampo russo, ma seppe mediare e filtrare l'ideologia attraverso la sua sensibilità mediterranea e la sua fiera libertà intellettuale. Nel 1940 si iscrisse al Partito Comunista, partecipò negli anni seguenti al movimento di Corrente fondato da Ernesto Treccani nel 1939, al quale aderirono per primi gli allievi di Banfi: Remo Cantoni, Enzo Paci, Antonia Pozzi, Luciano Anceschi, Raffaele De Grada, Daria Menicanti, Vittorio Sereni.
In questo periodo dipinse la Crocifissione (1941), considerata una delle suo opere più significative.
Dopo aver partecipato alla Resistenza, aderì al Fronte nuovo delle arti e dopo il 1948 fu tra gli animatori del movimento realista. Da questo momento in poi, reagendo alla forte pressione ideologica che spingeva verso una pittura di illustrazione politica, seppe ricercare all'interno del realismo gli elementi per una forma espressiva originale.
Soggiornò a lungo a Varese, dove dipinse nel 1983 l'affresco Fuga in Egitto, presso la terza cappella della via al Sacro Monte.
Morì a Roma nel 1987.