Hijo del pintor neoclásico José Madrazo, y de Isabel Kuntz Valentini, hija del pintor polaco Tadeusz Kuntz, estudió en la escuela de Alberto Lista, en Madrid, y en la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando. Su cuadro La continencia de Escipión le valió el ingreso en la Real Academia de Bellas Artes de San Fernando a la edad de diecinueve años.
Marchó pensionado a París a estudiar pintura con Ingres, amigo de su padre. Allí adquirió un estilo romántico a la manera francesa. Tras una estancia de dos años en Roma, regresó a España, y desde 1842 desarrolló una intensa labor artística y docente, rodeado de algunos artistas que como él se habían formado en Francia e Italia, entre los que destaca el maestro catalán Joaquín Espalter.