Nace en Palencia en 1887 e inicia su formación artística en Santander. En 1903 ingresa en la Escuela de Bellas Artes de San Fernando de Madrid, becado por la Diputación Provincial de Palencia. Pronto comienza a destacar con obras como el espléndido Autorretrato a los diecisiete años (1904). Finalizada su formación se instala en Madrid, donde desarrolla una intensa actividad artística e intelectual que fructifica en una interesante producción de retratos y dibujos característica de esta etapa juvenil, empezando a ser considerado uno de los valores más destacados de la escultura moderna española.

En los años veinte realizará alguna de sus obras maestras como la estatua yacente Mi Hermano Marcelo, el Monumento a Cajal y el Cristo del Otero. Celebra exposiciones individuales de gran éxito como la del Museo de Arte Moderno de Madrid y la que representa a España en la XIV edición de la Bienal de Venecia, y participa en movimientos de la vanguardia artística española como la Sociedad de Artistas Ibéricos. Con su madurez creativa alcanza también gran prestigio.

La Guerra Civil interrumpe su trayectoria llevándole a Valencia, París y Rusia antes de afincarse por un tiempo en América, donde llega para cumplir encargos de monumentos que aumentarán su renombre y fama.

Tras una prolongada estancia en Lima y su boda con la joven peruana Zoila Barrós, en 1952 regresa a España. Poco después, cumpliendo su deseo de vivir en Toledo, encarga a su amigo el arquitecto Secundino Zuazo que le construya su casa, museo y taller en Roca Tarpeya, donde pasa la última etapa de su vida reconocido por las instituciones y querido por los toledanos. Muere en 1966, siendo enterrado como era su deseo a los pies del Cristo del Otero en Palencia.

El artista a su muerte cedió al pueblo español una parte muy importante de su obra y su casa de Roca Tarpeya, constituyendo la Fundación Victorio Macho para gestionar su legado testamentario. En 1967 se inaugura el Museo, pero múltiples circunstancias y problemas hicieron difícil su mantenimiento, y en 1984 hubo de cerrar sus puertas.

Tras un largo y complejo proceso se alcanzó una vía de acuerdo que culminó con la fusión en 1998 de la Fundación Victorio Macho y la Real Fundación de Toledo, asumiendo esta última los fines fundacionales que estableciera el escultor. Resultado de este proceso fue la rehabilitación del conjunto arquitectónico de Roca Tarpeya, su adecuación a un nuevo programa de usos y la reapertura del Museo.