Quentin Massys nació en Lovaina, Brabante (hoy Bélgica) entre el 4 de abril y el 10 de septiembre de 1466, hijo de Joost Massys y Catherine van Kincken; fue uno de cuatro hermanos. Desde joven trabajó con su padre en el oficio de herrero, pero una enfermedad le impidió continuar y lo llevó a aprender pintura, tras dejar el taller familiar alrededor de 1491. Ese mismo año, siendo mayor de edad, fue emancipado por su madre y se registró como pintor en el Gremio de San Lucas de Amberes. Se desconoce con certeza quién fue su maestro; algunos historiadores han sugerido formación directa o indirecta con Dirk Bouts, aunque sin documentación clara.
Durante los años siguientes mantuvo un taller en Amberes que formó al menos a cuatro aprendices entre 1495 y 1510: Ariaen (posible Adriaen van Overbeke), Willem Muelenbroec, Eduart Portugalois y Hennen Boeckmakere. También se considera que Joachim Patinir pudo haber estudiado con él o colaborado en el fondo de algunas composiciones, como Las tentaciones de san Antonio en el Prado.
En 1492 contrajo matrimonio con Alyt van Tuylt, con quien tuvo tres hijos documentados: Quinten II, Pawel y Katelijne. Su esposa murió en 1507. Al año siguiente, en 1508 (o posiblemente 1509), se casó con Catherine Heyns; fuentes coinciden en que con ella tuvo entre siete y diez hijos, incluyendo a los futuros pintores Jan (nacido en 1509) y Cornelis (nacido en 1513), además de Quinten II, Maria, Hubrecht, Abraham, Peternella, Katelijne II, Sara y Susannah.
Antes de la muerte de Alyt, alrededor de 1507, recibió el encargo del Tríptico de Santa Ana para la iglesia de San Pedro en Lovaina; la obra se completó entre 1507 y 1509. Al año siguiente, entre 1508 y 1511, pintó el retablo de la Lamentación de Cristo encargado por el gremio de carpinteros de Amberes, trabajo que se conserva en el Museo Real de Bellas Artes de esa ciudad.
A partir de circa 1514 produjo retratos y escenas de género con fuerte contenido moralizante, como "El cambista y su mujer", y la "Matrimonio desigual". En 1517 retrató al humanista Erasmo (en un óleo regalado a Tomás Moro) y también a su amigo Petrus Egidius (Peter Gillis); una copia del retrato de Erasmo se conserva en Hampton Court y el de Gillis en Longford Castle. Ese mismo periodo produjo un retrato de anciano (1517, Museo Jacquemart‑André) que refleja su interés por la representación honesta y expresiva.
En julio de 1519 compró una casa en Amberes; algunos relatos indican que pudo haber tallado una estatua de madera de su santo patrón como parte de la obra. Poco después, en ese mismo año, el mismo Albrecht Dürer lo visitó al regreso de su célebre viaje por los Países Bajos. En 1520 participó junto a otros 250 artistas en la construcción de los arcos triunfales para la entrada del emperador Carlos V en Amberes. En 1524, tras la muerte del pintor Joachim Patinir, fue nombrado tutor legal de sus hijas menores.
En su vida personal se describe como una existencia bien ordenada, de clase media, respetado en sociedad, con un hogar numeroso y estable. No hay registros documentales de viajes extensos a Italia o Francia, aunque algunos historiadores infieren influencias indirectas a través de impresiones y la circulación de estampas.
Se desplazó con su familia en 1521 a una casa más grande en la Schuttershofstraat de Amberes; hay referencias a que decoró los interiores pintando grottesche al estilo italiano. En la última década de su vida continúa recibiendo encargos hasta que, en 1530, víctima de la llamada “fiebre inglesa”, enfermó y falleció en un convento de la orden de los cartujos en Amberes; sus restos fueron enterrados allí, y en 1630 trasladados a la catedral por iniciativa de Cornelis van der Geest.
Quentin Massys murió en Amberes en 1530, habiendo formado una numerosa familia, con dos hijos que siguieron su taller como pintores profesionales, y una vida en la ciudad que fue central en su actividad desde 1491 hasta su muerte.