Henri Gervex est le fils de Joséphine Peltier et Félix Nicolas Gervex, facteur de pianos. Un ami de la famille le fait admettre dans l’atelier du peintre Pierre-Nicolas Brisset en 1867.
Gervex débute au Salon de 1873 en exposant une Baigneuse endormie. L’année suivante, il reçoit une médaille de seconde classe pour son Satyre jouant avec une ménade, dont le nu est influencé par le style de Cabanel, et est acheté par l’État pour le musée du Luxembourg.
En 1876, il fait la connaissance d'Édouard Manet et fréquente les peintres impressionnistes. Sa peinture en subit l’influence et il éclaircit sa palette.
Cette toile, inspirée d’un poème d’Alfred de Musset, est refusée par le jury du Salon pour les mêmes motifs que l’Olympia de Manet : représentant un nu prosaïque dans un décor contemporain, l’œuvre est qualifiée d’immorale.
Elle est exposée dans une galerie, chez le marchand de tableaux Bague au 41, rue de la Chaussée-d'Antin, où la foule se presse. Il aura la satisfaction, peu de temps avant sa disparition en 1929 de la voir entrer au musée du Luxembourg.
Il fait aussi le portrait de Modèle:Mlle, une demi-mondaine qui pose comme modèle et qui inspire Émile Zola pour la création de l’héroïne de son roman Nana.
Gervex lui-même est l'un des modèles pour le personnage de Fagerolles, un peintre opportuniste et mondain, dans le roman L’Œuvre de Zola, publié en 1886<ref>Henri Mitterand, notice pour l'édition de L'Œuvre d'Émile Zola dans la collection « Folio classique », Gallimard, 1983, Modèle:P..</ref>
Dans les années 1880, il voyage en Espagne. Il fait partie du Cercle des mirlitons présidé par Ernest Meissonier, et expose au Cercle artistique de la Seine, qui vient d’être créé. À partir de cette année-là, il fait de nombreux séjours à Dieppe chez les parents de Jacques-Émile Blanche.
En 1882, il effectue son premier voyage en Angleterre avec Auguste Rodin. Il travaille à la décoration de la [[Mairie du 19e arrondissement de Paris|mairie du Modèle:19e de Paris]]. L’année suivante, il effectue son deuxième voyage en Angleterre avec Rodin et est nommé chevalier de l’ordre de Léopold de Belgique à l’occasion de l’Exposition triennale des beaux-arts de Gand.
En 1889, Henri Gervex est promu officier de la Légion d'honneur. En 1890, il est nommé chevalier de l’ordre de Saint-Olaf par le roi de Norvège et de Suède. En 1891, il participe à l’exposition internationale des beaux-arts de Munich. En 1892, il est nommé officier de l’ordre de Saint-Michel par le Gouvernement de Bavière.
Le Modèle:Date-, il épouse Henriette Marie Marguerite Fauche (1868-1958), jeune fille de la grande bourgeoisie protestante, qui fut élève de Charles Chaplin. Il est nommé chevalier de l’ordre de Charles III d'Espagne. Le Modèle:Date- naît leur fille Colette (1894-1976), qui épousera en 1920 le comte René Henri Louis du Plessis d'Argentré.
En 1896, lors de son premier voyage en Russie, il est nommé commandeur de l’ordre de Sainte-Anne de Russie. En 1897, il fait une croisière en Italie puis en Turquie. En 1898, il fait un deuxième voyage en Russie. Il envoie Le Couronnement de Nicolas II à l’Exposition universelle de 1900. La même année, il participe à la décoration de la salle Dorée du restaurant Le Train Bleu de la gare de Lyon à Paris avec La Bataille de fleurs à Nice.
Il fait de fréquents séjours à Deauville et Trouville où il réside à la villa Les Frémonts sur la falaise et qui appartient à Modèle:Mme, où Marcel Proust lui rend visite à plusieurs reprises.
En 1901, il part avec sa famille pour un troisième voyage en Russie. En 1902, il fait une croisière en Italie. En 1911, il est promu commandeur de la Légion d'honneur et reçoit la commande de la décoration du plafond de l'escalier d'honneur de la Cour des comptes à Paris.
En 1913, il entre à l’Institut de France et est élu président de la Société des pastellistes.
En 1918, il reçoit la croix de guerre pour services rendus à la patrie. En 1925, il est élu membre associé de la section peinture de l’Académie royale des sciences, lettres et beaux-arts de Bruxelles. Il possède un hôtel particulier à Paris en bordure du parc Monceau, dont les rideaux jaunes de la chambre de sa fille sont souvent reproduits dans ses tableaux.
Neuilly-sur-Seine, hôtel de ville : Parmentier accueillant Louis XVI dans la plaine des Sablons, 1904, décor pour le grand escalier, huile sur panneau.
Le Président Sadi Carnot entouré de personnalités de la {{#ifeq: | s | Modèle:Siècle | IIIe{{#if:| }} }} République, devant l'Opéra, 1889, huile sur toile, en collaboration avec Alfred Stevens, Modèle:Dunité<ref>Modèle:Base Joconde</ref> ;
Portrait de Madame Blerzy, 1884, huile sur toile ;
Le Docteur Péan enseignant à l'hôpital Saint-Louis sa découverte du pincement des vaisseaux, ou Avant l'opération, 1887, huile sur toile, Modèle:Dunité<ref>Le docteur Péan</ref> ;
Le Couronnement de Nicolas II et de l'impératrice Alexandra Féodorowna en l'église de l'Assomption de Moscou, 1896, huile sur toile, Modèle:Dunité<ref>Le Couronnement de Nicolas II</ref>.
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