Tēvs Miķelis Rozentāls bija izveicīgs lauku kalējs, dievbijīgs vīrs, pratis lasīt un rakstīt, dziedājis korāļus. Māte Lavīze, dzimusi Petroviča, veica lauku saimniecības darbus, prata lasīt. Ģimenes rocība nebija liela, jo apkārtējo māju saimnieki kalējam bieži nesamaksāja par paveikto darbu. Šis apstāklis kļuva par iemeslu J. Rozentāla nepabeigtajai skolas izglītībai, tādēļ viņš šīs zināšanas ieguva pašmācības ceļā.

1881.–1885. gadā J. Rozentāls bija Rīgas Mazās ģildes daiļkrāsotāju amata meistara Jūliusa Cilēviča māceklis, ieguva zeļļa kvalifikāciju, vēlāk apmeklēja Rīgas amatnieku biedrības skolu, 1888.–1894. gadā studēja Pēterburgas Ķeizariskajā Mākslas akadēmijā (Императорская Академия художеств, 1757) un par diplomdarbu “No baznīcas” (“Pēc dievkalpojuma”) 1894. gadā ieguva I pakāpes kvalifikāciju; diplomu saņēma pēc teorētisko eksāmenu nokārtošanas 1896. gadā. Nozīmīgas mākslas studijas ārzemju braucienos: 1897. gadā – Somija un Zviedrija, 1898. gadā – Vācija, Austrija un Francija, domājams, arī 1908. gadā – Francija, Šveice un Beļģija. Līdz 1899. gadam galvenokārt uzturējās Pēterburgā, tad pārcēlās uz dzīvi Saldū, kur uzbūvēja dabnīcu (tagad Jaņa Rozentāla Saldus vēstures un mākslas muzejs, 1947). No 1901. gada nogales dzīvoja Rīgā, no 1904. gada Konstantīna Pēkšēna projektētajā īres namā Alberta ielā 12–9, dzīvoklī, kas paredzēts māksliniekam ar speciāli izbūvētu darbnīcu, bet interjers iekārtots pēc J. Rozentāla skicēm (tagad Jaņa Rozentāla un Rūdolfa Blaumaņa muzejs, 1973). 

25.02.1903. (pēc jaunā stila 5. martā) Helsingforsā apprecējās ar somu dziedātāju Elliju Forsellu (Elli Forssell). Abu iepazīšanās bija romantiska, tā notika iepriekšējā gada nogalē, kad dziedātāja viesojās Rīgā. J. Rozentālu koncerta laikā apbūra somietes šarms, un pēc koncerta dāvinātās rozes Ellijai raisīja asociācijas ar mākslinieka uzvārda nozīmi vācu valodā – rožu ieleja. Viņa pārtrauca koncertu turneju, un pēc kāzām Rozentāli apmetās uz dzīvi Rīgā. Ģimenē bija trīs bērni: Laila Gede, precējusies Viļumsone; Irja Ausma (precējusies ar izdevēju Miķeli Gopperu) un Miķelis Māris (gleznotājs). 1915. gadā, Pirmā pasaules kara laikā, pārcēlās uz Helsingforsu (Helsinkiem).

Darinājis portretus, ainavas, sadzīves žanru, alegoriski simboliskas kompozīcijas, altārgleznas; noformējis grāmatas (Zeltmata krājumus “Sarkanās lilijas”, 1904; “Lauztās lilijas”, 1910; “Ilgu lilijas”, 1912 u. c.) un žurnālus (“Mājas Viesa Mēnešraksts”, “Vērotājs” u. c.), pievērsies plakātam un lietišķajai grafikai, radījis metus dekoratīvi lietišķās mākslas (Rīgas IV savstarpējās kredītbiedrības nama loga vitrāža, 1910 u. c.) darbiem. Strādājis dažādās tehnikās: gleznojis ar eļļu, temperu, akvareli, guašu, zīmējis ar ogli, pasteli, grafītu, krāsainajiem zīmuļiem, eksperimentējis ar litogrāfijas tehniku (“Māte ar bērnu”, 1906), monumentālajā mākslā – ar mozaīku un cementgleznojumu (Rīgas Latviešu biedrības nama fasādes noformējums, 1910). Daudz fotografējis, krājot vizuālo materiālu darbam pie gleznām un grafikām. Uzņēmumi vērtējami kā amatierfotogrāfijas, kas vietējās 19. gs. 90. gadu fotogrāfijas kontekstā izceļas ar novatorisku risinājumu, bet 20. gs. sākumā sadarbībā ar profesionāļiem un fotogrāfiem-amatieriem tika radīti izcili portreti (Arvīds Zīle, Jaņa Rozentāla un Ellijas Forseles dubultportrets, 1902 un citi).

Aktīvs mākslinieku pulciņa “Rūķis” dalībnieks, 1897.–1901. gadā darbojās Pēterburgas Ķeizariskās Mākslas akadēmijas Pavasara izstāžu žūrijas komisijā, viens no latviešu mākslas ekspozīcijas veidotājiem 1896. gadā Latviešu etnogrāfiskajā izstādē Rīgā, vēlāk bijis daudzu izstāžu un konkursu žūrijas sastāvā, iesaistījies Latviešu mākslas izstādes organizēšanā Petrogradā (1915) un Maskavā (1916). Bijis žurnāla “Vērotājs” (1903–1905) un “Druva” (1912–1914) mākslas daļas vadītājs, darbojies izdevniecībā “Zalktis”, noformējis tās izdotās grāmatas (Augusta Saulieša kopoto rakstu (1904–1909) un Jāņa Poruka kopoto rakstu 2., 5. sējumu (1906,1908), Friča Bārdas dzejoļu krājumu “Zemes dēls”, (1911) un rakstu krājumu “Zalktis” (1906–1908)). Pedagogs vairākās mākslas skolās Rīgā, 1906.–1910. gadā vadīja arī savu privāto studiju.

J. Rozentāla daiļradei sākumā raksturīgs reālisms, akadēmiskās glezniecības formveides principi. Pakāpeniski to nomainīja neoromatisks skatījums (“Gavilējošie bērni”, 1901 u. c.), realitātes attēlojumā pastiprinājās impresionistiskais gleznošanas veids (“Rudens saulē”, 1904; “Zem pīlādža”, 1905 u. c.) un postimpresioniskais krāsas klājums (“Arkādija I’, “Arkādija II”, 1904–1908 ). Liela nozīme japāņu mākslas studijām, kas stimulēja jūgendstilam raksturīgo krāsu dekorativitāti un formu stilizāciju, līnijas pašvērtību un vijīgos ritmus. Gleznojis, izmantojot arī blāvus, satuvinātu toņus (Malvīnes Vīgneres portrets (“Novakare”, 1898); “Vijolniece” (Anna Forsele, precējusies Suolahti, Anna Forssell, Suolahti), 1904 un ap 1912). Beigu posmā pastiprinājās neoklasiskā tendence, dažkārt lietoti fovismam tuvi paņēmieni (“Arkādija”, 1916). Impulsīvs mākslinieks (“Pašportrets”, ap 1900), bijuši iecienīti sižeti (Arkādija, Ieva, Kārdināšana), pie kuriem atgriezies atkārtoti dažādos daiļrades periodos. Glezniecībā agrīnajā posmā darināja sadzīviska rakstura kompozīcijas, lielu vērību veltīja latviešu tautas (zemnieku) dzīves atspoguļojumam, kas 20. gs. sākumā turpināts ilustrācijās mācību grāmatām. Radīja arī ikdienas dzīves ainas (“Mākslinieka darbnīcā”, 1895–1896; “Ganu meitas dziesma” 1898; “Pikniks”, 1913; “Dārzā”, 1916 un citas). Sākot no 19. gs. 90. gadu otrās puses, pievērsās alegoriski simboliskām kompozīcijām (“Arkādija”, ap 1896. gadu un vēlāk vairāki varianti; “Saules meitas”, 1912. gadā; “Princese ar pērtiķi”, 1913. gadā), nereti ar simbolismam raksturīgo mistikas un mīklainības noskaņu (“Nāve”, 1896 un 1897; “Teika”, 1899), izmantoja tēlus no antīkās mitoloģijas (“Leda un gulbis”, ap 1909), latviešu mitoloģijas, radīja hibrīdas būtnes (“Melna čūska miltus mala”, 1903).

Iecienīts portretists, darināja rakstnieku (Rūdolfs Blaumanis, 1908; Maila Talvio, 1904 un 1916 un citu), mūziķu (Dora Reslere, Dora Roessler, 1910), mākslinieku (Vilhelms Purvītis, ap 1898; Bernhards Borherts, Bernhard Borchert, 1901; tēlnieks Hanss Litkenss, Hans Lütkens, 1904; gleznotāja Ingrīda Ruīna, Ingrid Ruin, 1915), muižniecības pārstāvju (firstiene Šarlote fon Līvena, Charlotte von Lieven, 1899 u. c.), uzņēmēju (Pēteris Lindbergs, 1898; Augusts Dombrovskis, 1906) un augstāko aprindu dāmu portretus (Millija Berga, 1902; Anna Hesa, Anna Hess, 1908; Līvija Meņģele, 1914 u. c.), pēdējā grupā nereti vērojamas salonisma iezīmes. Bieži gleznoja sievas portretus, arī kopā ar bērniem. Ainavā radīja lirisku dzimtenes tēlu (“Agrs pavasars Kurzemē”, 1909; “Pavasara ainava. Sigulda”, 1913 u. c.), pēc ceļojuma uz Itāliju – monumentālus dienvidu zemes skatus (“Kapri”, “Monte Pinčio”, 1912 u. c.), darbiem raksturīga smalka krāsu palete. Sakrālo mākslu Latvijā J. Rozentāls bagātināja ar dziļi pārdomātām ainām no Kristus dzīves, apvienotām ar formālo novatorismu un notikumu lokalizāciju (“Kristus svētī bērnus”, 1911; “Kristus augšāmcelšanās”, 1912 un citas).

Rakstīja biogrāfiskas apceres par Ādamu Alksni, Vilhelmu Purvīti, Rihardu Zariņu, Arnoldu Beklīnu (Arnold Böcklin), Džeimsu Vistleru (James Whistler), izstāžu apskatus, teorētisku pārspriedumu “Māksla un tehnika”, popularizēja Somijas mākslu un citus.

Izstādēs piedalījās no 1894. gada. Nozīmīgākās izstādes: dzīves laikā – 1901. gadā – kopā ar Bernhardu Borhertu (Bernhard Borchert) Rīgā un 1902. gadā Jelgavā, 1905.–1906. gadā – Baltijas mākslinieku izstāde sakarā ar Rīgas mākslas biedrības jauno telpu aklāšanu Pilsētas mākslas muzejā, 1910. gadā – pirmā personālizstāde Jelgavā un Rīgā, Latviešu mākslinieku izstāde Rīgā, 1913. gadā – Starptautiskā mākslas izstāde Minhenē, 1913.–1914. gadā personālizstāde Rīgā; pēc mākslinieka nāves – 1917. gadā – izstāde Ateneum mākslas muzejā Helsinkos, 1918. gadā – Strindberga mākslas salonā Helsinkos, 1935. gadā – Jaņa Rozentāla 4. Piemiņas izstāde Rīgā, 1966. gadā – Jaņa Rozentāla 100 gadu dzimšanas dienas atceres izstāde Rīgā, 1986. gadā – “Janim Rozentālam – 120” Rīgā, 120. gadu piemiņas izstāde Helsinkos Padomju kultūras centrā un Pori Mākslas muzejā (Porin taidemuseo, 1981), 2000. gadā – “Simbolisms un jūgendstils Latvijas tēlotājā mākslā” Rīgā un 2001. gadā Prāgas pilsētas muzejā (Muzeum hlavního města Prahy, 1981), 2008.–2009. gadā – “19. gs. portrets Latvijā” Rundāles pils muzejā, 2015.–2016. gadā – “Simbolisms un dekadence. Ziemeļu perspektīva” prinča Eižena muzejā (Prins Eugens Waldemarsudde, 1947) Stokholmā, 2016. gadā – “Janis Rozentāls (1866–1916) Māksla un tehnika” Rīgā un Parīzē, UNESCO galvenajā mītnē, 2018. gadā – “Nepieradinātās dvēseles. Simbolisms Baltijas valstīs” Orsē muzejā  (Musée d’Orsay, 1986) Parīzē. 

J. Rozentāls sava laikmeta kontekstā bija novators Latvijā. Glezniecībā un grafikā viņš ieviesa modernu formu un pauda vispārcilvēciskas vērtības gan ikdienišķos sižetos, gan kristietībā, antīkajā un latviešu mitoloģijā rastajos sižetos. Lietišķajā mākslā J. Rozentāls iestājās par jūgendstila principiem, kā arī iespēju robežās tos īstenoja praksē. Viņa teorētiskie darbi bija vērtīgs izziņas avots par laikabiedriem māksliniekiem, kā arī sniedza nozīmīgu ieguldījumu vietējās estētiskās domas attīstībā. Kopumā J. Rozentāls latviešu profesionālo mākslu darīja līdzvērtīgu tradīcijām bagātajiem Eiropas centriem. J. Rozentālam nebija tiešu sekotāju, bet viņa daiļrade kļuva par iedvesmas un studiju avotu daudziem nākamo paaudžu māksliniekiem. 

1936. gadā pie Rīgas pilsētas mākslas muzeja (mūsdienās – Latvijas Nacionālais mākslas muzejs) atklāts Burharda Dzeņa darinātais piemineklis Janim Rozentālam. 1946. gadā Rīgas mākslas vidusskolai piešķirts Jaņa Rozentāla vārds (mūsdienās – Jaņa Rozentāla mākslas skola). 2015. gadā Jaņa Rozentāla 150. gadadiena iekļauta zinātnes un kultūras organizācijas UNESCO svinamo dienu kalendārā 2016.–2017. gadam, 2016. gads pasludināts par Jaņa Rozentāla gadu Latvijā. 2016. gadā Latvijas Nacionālā muzeja ēkai piešķirta jauna adrese – Jaņa Rozentāla laukums 1.