Nacido en el seno de una familia de artistas, comienza su formación con su padre, Johann Lorenz Rugendas, y la continúa en Munich con el pintor de batallas Albrecht Adam. En 1817 ingresa a la Academia de esa ciudad y toma lecciones con Lorenzo Quaglio II. Entre 1821 y 1825 recorre Brasil como dibujante de una expedición científica organizada por el barón Georg Heinrich von Langsdorff. Al volver, la producción de Rugendas es elogiada por Alexander von Humboldt y despierta el interés de Engelmann, famoso editor de álbumes litográficos, quien le propone la publicación de cien litografías basadas en los apuntes tomados en Brasil. La edición, titulada Voyage pittoresque dans le Brésil, tiene una buena acogida.
Entre 1831 y 1847 Rugendas emprende un segundo viaje a América que inicia por México, de donde es expulsado a raíz de un conflicto político. A pesar de que Humboldt había desestimado el interés del continente más allá de Perú y Bolivia, Rugendas se embarca hacia Chile, adonde llega en 1834. Durante los ocho años que dura su estadía se vincula con intelectuales y políticos de toda Sudamérica, algunos de ellos fugitivos políticos argentinos como Domingo Faustino Sarmiento, quien celebra los cuadros del artista “en los que se revelan las transformaciones, imperceptibles para otro que él, que la raza española ha experimentado en América”. En Chile Rugendas entabla una relación con Carmen Arriagada, casada con un ex oficial alemán, cuyas tertulias en la ciudad de Talca eran muy frecuentadas. El contacto con la sociedad chilena despierta su interés por las tradiciones populares y costumbres de ese país, que el artista retrata en forma reiterada.
Entre fines de 1835 y principios de 1836 recorre la región chilena de la Araucanía y toma apuntes de las poblaciones indígenas. Estos apuntes, muchos de ellos verdaderos documentos etnográficos, son más tarde reelaborados en formato mayor. En cambio, con posterioridad al viaje al sur de Chile, elabora los óleos que representan batallas con araucanos y raptos de cautivas blancas, así como la serie de 25 ilustraciones inspiradas en La cautiva de Esteban Echeverría, que sigue una línea argumental similar aunque no idéntica a la del poema.
Entre fines de 1837 y principios de 1838 Rugendas pasa un breve tiempo en Mendoza y San Juan. Accidentado al caerse del caballo, vuelve a Chile. En 1838 publica allí el primer fascículo de un álbum de litografías sobre trajes chilenos que no llega a completarse. Tampoco tiene futuro una serie de retratos de todos los virreyes del Perú que Rugendas proyecta al llegar a Lima en 1842, ni otro sobre la vestimenta femenina de la región andina. La ejecución de retratos, sin embargo, le permite financiar un recorrido por la región que se prolonga hasta fines de 1844.
En 1845 el artista llega a Buenos Aires y durante diez meses alterna esta ciudad con Montevideo. Es probable que haya sido en esta última ciudad donde retrata a Mariquita Sánchez de Mendeville y en la que conoce a Esteban Echeverría, entre otros intelectuales argentinos exiliados en la ciudad oriental. Informado por sus conocidos sobre la vida y las costumbres de los gauchos, Rugendas realiza varios dibujos sobre el tema en clave costumbrista. Parte luego hacia Río de Janeiro, donde los contactos hechos veinte años antes facilitaron su acceso a la Corona y la venta de algunas obras y retratos al emperador Pedro II. Al volver a Europa se radica en Munich y logra la venta del conjunto de su obra a la Corona de Baviera en 1848. Sus últimos años están, sin embargo, signados por dificultades profesionales y financieras, y Rugendas muere sin el reconocimiento que su obra obtendría mucho tiempo después.