Nació en Vítebsk (Bielorrusia) y era el mayor de nueve hermanos provenientes de una familia de judíos. Su nombre natal fue Moishe Segal o Movsha Jatskélevich Shagálov . El nombre de su madre era Felga-Ita. Fue uno de los más importantes artistas del vanguardismo y en su trabajo se encuentran resonancias de fantasías y sueños.
En 1907, Marc Chagall se muda a San Petersburgo, donde se vinculó a la escuela de la Sociedad de Patrocinadores del Arte y lugar en el que estudió bajo la tutoría de Nikolái Roerich. Entre 1909 y 1911 estudió en la escuela de Elizaveta Zvántseva bajo la tutoría de Léon Bakst. Tras de hacerse conocido como artista dejó San Petersburgo, Rusia, para unirse a un grupo de artistas que se encontraban en el Barrio de Montparnasse, en París, Francia. En 1914 regresó a Vítebsk para casarse con su prometida, Bella Rosenfeld a quien había conocido en 1909. Al comenzar la Primera Guerra Mundial, Chagall permaneció en su pueblo natal. En 1915 se casó con Bella y el siguiente año tuvieron una hija a la que llamaron Ida.
Chagall se volvería un participante activo en la Revolución rusa de 1917, por lo que fue nombrado Comisario de Arte para la región de Vítebsk, donde fundó la Escuela de Arte de Vítebsk en 1919. Sin embargo, debido a la carga burocrática del puesto de director en la Escuela y a las desavenencias con Kazimir Malévich, profesor de la Escuela, se mudó aMoscú en 1920 y luego a París en 1923.
Con la ocupación alemana de Francia durante la Segunda Guerra Mundial y la deportación de los judíos a los campos de exterminio nazis, Marc Chagall tuvo que abandonar París. Con la ayuda del periodista estadounidense Varian Fry, se mudó a la Villa Air-Bel en Marsella antes de que Fry le ayudara a escapar de Francia, a través de España y Portugal. En 1941, los Chagall se instalaron en Estados Unidos.
Algunos de sus trabajos más importantes son La aldea y yo (1911), El violinista verde (1923-1924, Museo Guggenheim, Nueva York), El cumpleaños (1915), Soledad (1933, Museo de Tel Aviv). Los cuadros de Chagall se han llegado a vender por más de 6 millones de dólares, y también sus litografías alcanzan un considerable valor.
Cabe destacar su estancia en la Costa Brava, concretamente en la localidad de Tosa de Mar, donde pasó un par de veranos, en 1933 y 1934. Actualmente se conserva en el Museo Municipal de Tosa de Mar, la célebre obra titulada El violinista celeste.
En 1964, por encargo de Charles de Gaulle Marc Chagall pintó el techo de la Ópera de París. En 1977, fue condecorado con la orden de Legión de Honor de Francia.
En 1981, recibió el Premio de la Fundación Wolf de las Artes de Jerusalén.
Murió a la edad de 97 años el 28 de Marzo de 1985 y está enterrado en el pueblo de Saint-Paul de Vence, cerca de Niza, junto a su esposa y su cuñado.
Sus trabajos se pueden encontrar en la Ópera de París, la Plaza del Primer Banco Nacional en el centro de Chicago, la Metropolitan Opera House de Nueva York, la Catedral de Reims (Francia), la Catedral de Fraumünster en Zúrich (Suiza), y la Iglesia de San Esteban en Mainz (Alemania). El museo que lleva su nombre en Vítebsk fue fundado en 1997 en el edificio donde habitó su familia. Dicho museo solo tiene copias de su trabajo, pues durante los tiempos soviéticos fue considerado persona non grata y no se reunieron ejemplares de sus obras.
