Već kao zagrebački srednjoškolac radi crteže olovkom i pastelom i male akvarele, no 1904. odlučuje se za studij prava u Beču. Ipak, već dvije godine kasnije slikarstvo izabire kao svoj životni poziv, a na muenchenskoj će akademiji, u klasi Huga Habermanna, sresti Josipa Račića i Vladimira Becića. Zbog oporbenih stajališta prema akademizmu ta će trojka hrvatskih slikarskih velikana ubrzo dobiti popularni naziv Hrvatska škola.
Svoj istančani grafizam Kraljević obogaćuje tonom i izvanrednim osjećajem za odnose svjetla i sjene, što savršeno odgovara njegovu osjetljivom temperamentu, sposobnome osjetiti i iskazati iznimnu radost, ali se ubrzo preobraziti i u najdublju melankoliju. Svake praznike provodi u Požegi, u koju su se u međuvremenu preselili njegovi roditelji. Tamo nastaju neke od najzrelijih slika toga Kraljevićeva stvaralačkog razdoblja - Krave na paši, Bik, U staji. Ostvarene širokim potezima i oštrim kolorističkim kontrastima, one govore o Kraljevićevu slikarskom rukopisu te o mladoj osobi sklonijoj da bude slikar vlastitog podneblja, prirode i životinja negoli građanske salonske atmosfere. U Požegi nastaje i jedan od njegovih najboljih autoportreta. Tada stvara i antologijska djela hrvatskoga slikarstva, kao što su Portret tete Luike, Djevojčica s lutkom i portreti majke i oca, te požeški krajolik slikan u plenerističkom ugođaju pod impresionističkim utjecajem.
Želja za upoznavanjem impresionista odvodi mladog Kraljevića 1911. u Pariz, gdje najprije pomno istražuje crtež, a potom radi brojne skice pariških ulica, kavana i baletnih predstava. Osjećaj za grotesku i ekspresionistički iskaz doći će do izražaja upravo na tim slikama. Kasnije, u vlastitom pariškom radnom prostoru, stvara svoja najbolja djela: Autoportret s lulom te Mali autoportret s paletom. Te slike svjedoče o Kraljevićevoj slikarskoj zrelosti, ali i o bolesti zbog koje se 1912. godine vraća u domovinu. Tu priređuje svoju jedinu samostalnu izložbu, u galeriji Ulrich u studenome 1912., a zatim odlazi na liječenje u sanatorij Brestovac. Upravo na tim posljednjim djelima uočljiva je cezannovska razrada motiva i bavljenje konstrukcijom i kubističkim istraživanjem, u čemu ga prekida smrt.
S nenavršenih 28 godina umro je u Zagrebu 16. travnja 1913. od sušice. Miroslav Kraljević, jedan od začetnika hrvatskoga modernog slikarstva te gotovo najsvestraniji umjetnik s početka našeg stoljeća pokopan je u obiteljskoj grobnici u Požegi.