Középnemesi családból származott, apja Sáros vármegye alispánja, majd főispánja volt. Középiskolai tanulmányait Eperjesen és Nagyváradon végezte, ez utóbbi városban kezdte festészeti tanulmányait Mezey Lajosnál. 1864-ben beiratkozott a müncheni Képzőművészeti Akadémiára, ahol főként mitologikus, allegorikus műveket készített, sokat foglalkozott a Faust-témával is. Az Akasztott elszállítása című képpel 1867 októberében felvételt nyert Karl Piloty, a kiváló pedagógus és történelmi festő osztályába. Az ő tanácsára, valamint a barbizoniak és Courbet hatására kezdett a szabadban festeni. Kísérletezett a napfény, az atmoszféra változásainak rögzítésével, a Faun és nimfa című vászna még a svájci Arnold Böcklin hatására utal, de a természet utáni vázlatai a választott útján megtett első lépéseit jelzik. 1869-re jutott el a plein airhez (Vadgesztenyefa, Ruhaszárítás). 1869 novemberében otthagyta az Akadémiát, önállóan kezdett dolgozni, majd egy időre hazatért, apja helyett a családi birtok ügyeit intézte. Már korai műveiben feltűnő közvetlensége, művészetének egyéni hangja, koloritjának gazdagsága. Témái többször visszatérnek a böcklini mitológiához (Nőrabló faun, Bacchanália), de ezekkel egy időben festette a Lovasok és a Puszta gólyával című, a természet ábrázolására törekvő képeit. A család jernyei birtokán születtek tájba komponált lírai jelenetei (Anya gyermekével, Szerelmespár, A hinta), és portréi (A művész édesapja, A költő). 1872-ben visszatért Münchenbe, itt festette 1873-ban fő művét, a Majálist, amely az európai festészet egyik első plein air remeke. Tárgya Manet és Monet motívumaira emlékeztet, Szinyei azonban tőlük függetlenül, a franciák ismerete nélkül talált rá a réten piknikező társaság témájára. Fő elemei a fény, a színek, az árnyékok: az ember együtt él a tájjal, a levegő mindent egységbe foglal. Szinyei – bár egyes művein a folthatások uralkodnak - nem tekinthető impresszionistának, velük ellentétben nem mond le az emberi tartalomról. Alakjai érzelmeket fejeznek ki, felerősítve a természet okozta benyomásokat. A Majálist teljes közöny és meg nem értés fogadta. Az elmarasztaló kritikák a festő kedvét szegték, ismét hazatért jernyei birtokra, megházasodott, gazdálkodni kezdett, és egyre ritkábban festett. Mivel a feleségét megörökítő Lilaruhás nő (1874) is kedvezőtlen visszhangot kapott, csak kisebb, mitológiai tárgyú képeket alkotott. 1882-től Bécsben dolgozott, de a végtelen távlatokat nyitó Léghajó és a konvencionálisabb, naturalista Pacsirta újból rossz kritikát kapott. 1884-ben megfestette a magyar realista tájábrázolás remekét, a Hóolvadást, majd egy időre megint felhagyott az alkotással. Nem akart hazudni, nem tudta megtagadni önmagát, inkább elnémult csaknem egy évtizedre. Csalódásait nehezen élte meg, felesége is elvált tőle. Festés helyett politizálással és a birtok vezetésével foglalkozott. 1896-ban megválasztották a héthársi kerület országgyűlési képviselőjének. Rokonai és barátai közbenjárására tért vissza a festéshez, 1894–1895-ben a Képzőművészeti Társulat által rendezett tárlaton nagy sikert arattak képei. Vadászati témájú vásznát, az Oculit, maga a király, Ferenc József vásárolta meg. 1896-ban a Majális a Műcsarnok millenniumi kiállításán hatalmas sikert aratott, a fiatal festőgeneráció ujjongva fedezte fel benne elődjét. Utolsó 25 évét szakadatlan munkával töltötte, bár ekkor sem készített 5-6 képnél többet évente. A nagybányaiak sikerei nyomán főleg tájképeket festett (Őszi táj). 1905-ben rendezték meg első önálló kiállítását a Nemzeti Szalonban: 89 munkáját mutatták be, köztük a külön erre az alkalomra készült Szurkos fenyő című képet. Kinevezték az Országos Mintarajziskola és Rajztanárképző (1908-tól Képzőművészeti Főiskola) igazgatójának. 1907-ben alapító tagja lett a Magyar Impresszionisták és Naturalisták Körének (MIÉNK). Külföldön is nagysikerű kiállításokat tartott, több díjat hazahozott. 1911-ben a Római Nemzetközi Művészeti Világkiállításon 19 műve különteremben szerepelt, ő pedig nagydíjat kapott. 1912-ben az Ernst Múzeum megrendezte második gyűjteményes kiállítását 96 alkotással, s érdemeit a Szent István Rend kiskeresztjével is elismerték. Idős korára még megélhette élete legnagyobb kitüntetését, amikor 1914-ben a Szépművészeti Múzeum felállította a Szinyei Termet. 1920. február 2-án halt meg Jernyén