Учился в МУЖВЗ на архитектурном, затем на живописном отделении у Е.С. Сорокина, В.Г. Перова, А.К. Саврасова, И.М. Прянишникова; недолго – в ИАХ; продолжил обучение в МУЖВЗ у В.Д. Поленова. Награжден малой серебряной медалью и стипендией В.А. Долгорукого (1883), получил звание неклассного художника (1884). Участник поленовских рисовальных вечеров и Абрамцевского кружка. С 1884 работал в гончарной и столярной мастерских в имении С.И. Мамонтова. Оформлял спектакли Русской частной оперы. В 1888–1889 путешествовал по Франции, Италии (с Мамонтовым) и Испании, в 1889 побывал в Тифлисе, Мариуполе, в 1892–1894 жил в Париже. В 1894 по инициативе Мамонтова вместе с В.А. Серовым совершил поездку на Русский Север. Живописец, график, сценограф, архитектор, педагог, крупнейший представитель русского импрессионизма и модерна. Член МОЛХ, ТПХВ, МТХ, «Мира искусства»; член-учредитель СРХ. Экспонент Венского сецессиона, дягилевских выставок в Европе и др. В 1910–1919 – главный декоратор Московских императорских театров. Автор архитектурных проектов и панно для Всероссийской выставки (Нижний Новгород, 1896) и Всемирной выставки (Париж, 1900). Академик ИАХ (1905), кавалер ордена Почетного легиона, академик ИАХ (1905). Преподавал в СХПУ, МУЖВЗ (1901–1918) и ГСХМ (1918–1919). После 1917 участник Особого совещания по делам искусств, Коллегии художников театра, Совета организации художников Москвы. С 1923 жил в Париже, работал для театров Парижа и других городов мира; последние годы жил в крайней бедности. Автор воспоминаний. Брат – живописец и педагог С.А. Коровин. Работы хранятся в ГТГ, ГРМ, ГЦТМ им. А.А. Бахрушина и др.