Отец – член венгерского парламента, адвокат Эммануил Иванович Грабарь (политический эмигрант; переехав с семьей в Россию, взял фамилию Храбров). Посещал воскресные классы рисования при МОЛХ; учился на юридическом и историко-филологическом факультетах Санкт-Петербургского университета, работая как художник и критик в ряде сатирических журналов. Брал уроки у П.П. Чистякова, учился в ВХУ при ИАХ у И.Е. Репина, в академиях Р. Жюлиана и Ф. Коларосси в Париже и в школе А. Ажбе в Мюнхене (с 1899 работал у Ажбе как второй педагог). Действительный член ИАХ (1913). Ведущий представитель русского импрессионизма, живописец, теоретик искусства, педагог, реставратор, общественный деятель. Член «Мира искусства», член-учредитель ОМХ. Экспонент выставок СРХ, дягилевских выставок в Париже и Берлине (1906), Салонов В.А. Издебского, выставок русского искусства в США (1924–1925, 1929). Один из инициаторов, редактор и автор «Истории русского искусства» (1909–1916), серии монографий «Русские художники». После 1917 член Коллегии по делам музеев и охраны памятников искусства и старины. Организатор и первый директор ЦГРМ (ныне – ВХНРЦ им. И.Э. Грабаря), преподавал реставрационное дело в МГУ (1920–1946). С 1918 – инициатор экспедиций по изучению и реставрации древнерусских памятников. Возглавлял ГТГ (1913–1925). Неоднократно командирован в Европу и США. Преподавал в МГХИ, с 1943 директор ВАХ и ЛИЖСА им. И.Е. Репина. Заслуженный деятель искусств РСФСР (1928). Народный художник СССР (1956). Действительный член АН СССР (1943) и АХ СССР (1947). Организатор и первый директор Института истории искусств АН СССР (1944). Работы хранятся в ГТГ, ГРМ, ГМИИ им. А.С. Пушкина и др.