Cuno Amiet nació en Solothurn, Suiza, el 28 de marzo de 1868, hijo del archivero estatal Josef Ignaz Amiet y hermano menor de Rosa (1858‑1936) y Caesar (1861‑1935). Su madre falleció cuando él era niño; su padre se volvió a casar en 1873 con Emilie Bär von Rifferswil. Desde muy joven mostró inclinación por la pintura y en 1882 recibió clases de dibujo de Heinrich Jenny. En 1883 se graduó en la Kantonsschule de Solothurn y comenzó su aprendizaje con el pintor Frank Buchser, amigo de su padre. Buchser lo introdujo en el realismo suizo y en la atención al efecto de la luz.
En 1886, con dieciocho años, se trasladó a Múnich para estudiar en la Academia de Bellas Artes entre 1886 y 1888, donde sus profesores incluyeron a Caspar Ritter, Gabriel von Hackl, Karl Raupp y Nikolaus Gysis. Allí entabló una amistad estrecha y duradera con el joven Giovanni Giacometti, padre del escultor Alberto, la cual marcaría su carrera. En 1888 se trasladó a París con Giacometti, donde ambos se inscribieron en la Académie Julian y recibieron enseñanza de Bouguereau, Tony Robert‑Fleury y Gabriel Ferrier. Amiet pronto se mostró desencantado con la rigidez del academicismo parisino.
En 1892 se unió a la Escuela de Pont‑Aven en Bretaña, donde fue influido por Émile Bernard, Paul Sérusier, Roderic O’Conor y Armand Séguin y adoptó el uso de color puro en lugar del tono académico. Permaneció allí aproximadamente trece meses. En 1893, debido a dificultades económicas, regresó a Suiza y montó un taller en Hellsau. En 1894 expuso en la Kunsthalle de Basilea, pero la recepción fue negativa.
Durante el resto de la década de 1890 continuó colaborando con Giacometti y vendiendo obras con modestos ingresos. En 1898 recibió el encargo de retratar a Ferdinand Hodler, lo que marcó el inicio de su vínculo personal con Hodler y de su orientación hacia nuevas propuestas pictóricas. Ese mismo año se casó con Anna Luder, hija de un posadero adinerado, y se estableció con ella en Oschwand, un pueblo del cantón de Berna. En ese lugar vivieron el resto de sus vidas. En 1899 obtuvo una medalla de plata en la Exposición Universal de París por su óleo «Richesse du soir» (Riqueza del atardecer) y a partir de entonces su reputación mejoró sustancialmente.
A principios de siglo participó en numerosas exposiciones europeas. En 1904 compartió muestras en la Secesión de Viena junto a Ferdinand Hodler y otras figuras, y en 1905 expuso en Dresde; su obra llamó la atención de los fundadores del grupo Die Brücke. En septiembre de 1906 aceptó la invitación de unirse a ese grupo de pintores expresionistas, permaneciendo miembro hasta 1913 aunque su participación decayó después de 1908. En 1907 facilitó que Die Brücke expusiera colectivamente en Solothurn, contribuyendo a su difusión en Suiza.
La casa de Amiet en Oschwand se transformó en un punto de encuentro para artistas y escritores, incluidos Wilhelm Worringer, Arthur Weese, Samuel Singer, Adolf Frey y Hermann Hesse. Además enseñó pintura a numerosos alumnos como Hans Morgenthaler, Hanny Bay, Marc Gonthier, Albert Müller, Josef Müller, Walter Sautter, Werner Miller, Werner Neuhaus y Peter Thalmann. En 1908 se trasladaron a una vivienda diseñada por Otto Ingold y en 1913 adquirió una casa campesina próxima.
En el periodo 1911‑1915 fue miembro de la Comisión Federal de Bellas Artes de Suiza; tras una pausa, volvió a integrarla en 1931‑1932. En 1919 la Universidad de Berna le otorgó un doctorado honoris causa. Fue miembro del comité de la Fundación Gottfried Keller entre 1934 y 1948 y del consejo del Kunstmuseum de Berna entre 1935 y 1948. En 1929 representó a Suiza en la 28ª Exposición Internacional de Arte en Pittsburgh con cinco obras. En 1937, durante la campaña nazi contra el arte considerado degenerado, varias de sus obras fueron retiradas de museos alemanes en Jena, Stettin y Stuttgart.
En la década de 1920 y en los años treinta realizó numerosos murales públicos, incluyendo encargos oficiales y privados para instituciones suizas como museos y escuelas en Zúrich y Berna. En 1931 un incendio en el Glaspalast de Múnich destruyó unas cincuenta de sus obras más importantes, sobre todo piezas tempranas. Amiet afrontó esta pérdida sin desánimo y continuó produciendo intensamente para recuperar lo perdido. Este giro ocurrió cuando ya tenía más de sesenta años.
A lo largo de su larga carrera, que abarcó más de setenta años, creó más de 4000 pinturas, de las cuales más de 1000 fueron autorretratos. Su producción incluyó retratos, bodegones, paisajes de invierno, escenas de jardín y cosechas, además de grabados, ilustraciones y esculturas. Manteniéndose en Oschwand, vivió una existencia estable junto a Anna, quien falleció en 1951. En sus últimos años vivió bajo el cuidado de su hija adoptiva Lydia Thalmann, quien regresó para atenderlo.
Recibió honores en su vejez: en 1944 fue nombrado miembro honorario del Kunstverein de Solothurn; en 1948 adquirió la ciudadanía honoraria de Herzogenbuchsee; en 1950 fue nombrado miembro honorario de la GSMBA, sección Berna; en 1958 obtuvo el Premio de Arte del cantón de Solothurn. En octubre de 1960, con casi 92 años, su última gran retrospectiva abrió en la Kunsthalle Basel; poco antes también se celebró una muestra en el Kunstsalon Wolfsberg en Zúrich y otra en la Kunsthalle Bern con motivo de su 90.º cumpleaños.
Cuno Amiet murió en Oschwand el 6 de julio de 1961, a los 93 años. Su vida transcurrió en gran parte en ese entorno rural que eligió desde 1898, donde vivió con Anna y rodeado de un círculo de creadores que lo visitaban. Su trayectoria cubrió desde sus primeras incursiones formales en Múnich y París, pasando por el aprendizaje en Pont‑Aven, hasta llegar a su madurez como figura establecida del arte suizo. Nunca se apartó del lugar que escogió para vivir ni de la compañía de su esposa, su hija adoptiva y quienes contribuyeron a que Oschwand fuera hogar y taller hasta su partida.