Giuseppe Santomaso nasce a Venezia nel 1907, figlio di un maestro orafo e commerciante di pietre preziose. Inizia a dedicarsi alla pittura molto giovane, partecipando per la prima volta nel 1926 a una collettiva alla Bevilacqua La Masa, dove tornerà a esporre ripetutamente negli anni successivi.
Nel 1934 esordisce alla Biennale di Venezia, dove tornerà nel 1935 nella Mostra dei Quarant’anni e in seguito in numerose edizioni. I viaggi in Olanda e a Parigi nel 1937 determinano una svolta e l’abbandono di un linguaggio legato al post-impressionismo.
Nel 1939, anno in cui inizia il ciclo di affreschi per la sede del Bo dell’Università di Padova ultimato nel 1941, tiene la sua prima personale a Parigi alla Galerie Rive Gauche e partecipa alla seconda mostra di Corrente alla Galleria Grande di Milano. Del 1940 è la sua prima personale in Italia alla Galleria Genova nel capoluogo ligure, in occasione della quale incontra il collezionista Alberto Della Ragione, che da allora diverrà un suo estimatore. Nel 1942 Giuseppe Santomaso tiene una personale alla Galleria della Spiga di Milano e illustra con ventisette disegni la raccolta di poesie Grand air di Paul Eluard.
Nel 1946 incontra a Venezia Peggy Guggenheim, stringendo inoltre amicizia con Achille Cavellini. La sua adesione alla "Nuova Secessione artistica italiana", poi "Fronte nuovo delle arti" lo inserisce in un circuito di mostre tra cui la Biennale di Venezia del 1948, dove tornerà a esporre ripetutamente in seguito. Nel 1949 Giuseppe Santomaso figura nella rassegna curata da James Thrall Soby e Alfred H. Barr Jr., Twentieth-Century Italian Art al Museum of Modern Art di New York, oltre a prendere parte, insieme agli altri aderenti del "Fronte nuovo delle arti", a rassegne d’arte italiana a Vienna, Monaco, Mannheim, Amburgo, Brema e Berlino. Nel 1951 figura alla I Biennale di San Paolo del Brasile, ottiene un premio-acquisto al I Premio di pittura Esso, e collabora alla decorazione del Palazzo Antenore a Padova.
Gli anni ’50 sono senz’altro cruciali per il percorso di Giuseppe Santomaso. Nel 1952, presente con il Gruppo degli Otto alla Biennale di Venezia, viene premiato in esposizioni nazionali a La Spezia e a Gallarate. Espone alla Crane Gallery di Manchester e al Carnegie Institute di Pittsburgh. Nel 1953, premiato per la pittura alla II Biennale di San Paolo del Brasile, il suo dipinto L’ora delle cicale (1953) viene acquistato dal Museo di Rio di Janeiro. Sempre nel 1953 riceve ulteriori riconoscimenti in rassegne a Trieste e a Messina; tiene una personale alla Hanover Gallery di Londra, invitato da Herbert Read. Nel 1954 inizia l’insegnamento all’Accademia di Belle Arti di Venezia, che proseguirà sino al 1974. Tra i numerosi appuntamenti espositivi che scandiscono il 1955 vi sono Documenta a Kassel (dove tornerà nel 1959 e nel 1964), Carnegie Institute di Pittsburgh, I esposizione internazionale di grafica a Lubiana, la mostra di arte italiana itinerante a Madrid, Barcellona e in America.
Nel 1957 il contratto propostogli dalla Grace Borgenicht Gallery di New York, dove tiene la sua prima personale oltreoceano, presentato in catalogo da Lionello Venturi, gli offre la possibilità di ampliare i contatti con il mondo del collezionismo americano. Seguiranno altre personali nella galleria americana nel 1959, 1962, 1965, 1968, 1983. Nel 1958 Giuseppe Santomaso figura al Guggenheim International Award a New York, e Peggy Guggenheim acquista il dipinto Vita segreta (1957) tutt’oggi presente nella collezione in Palazzo Venier dei Leoni. Dai lunghi soggiorni trascorsi in Polonia e in Spagna nascono opere astratte rielaborate in chiave espressionista, poi esposte nella personale a Roma alla Galleria Pogliani. Sempre nel 1959 Apollonio pubblica un saggio monografico sulla sua pittura.
Nel 1960 tiene una mostra allo Stedelijk Museum di Amsterdam, che acquista il dipinto Incendio a Santa Marta del Mare (1960), e al Palais des Beaux-Arts di Bruxelles e inizia la collaborazione con la Galerie Im-Erker di Franz Larese a San Gallo, luogo di incontro di filosofi, critici, artistici come Max Bill, Ionesco, Mirò, Motherwell, Poliakoff, Tapies. Dopo la sua presenza in numerose rassegne di carattere internazionale, nel 1965 ha una vasta antologica ad Amburgo, Berlino e Dortmund. Nel 1966 tiene lezioni di pittura e workshop alla Fort Wayne Fine Arts Foundation a Fort Wayne e nel 1967 partecipa alla Biennale di Tokyo. Tra le numerose rassegne internazionali di grafica, si segnalino quelle del 1972, quando è premiato alla Biennale Internazionale di Cracovia e alla VII Biennale di Tokyo. Nel 1975 esce il catalogo generale dell’artista a cura di Luisa Alfieri, con saggi di Nello Ponente, Werner Haftmann, Pierre Francastel e Herbet Read. Nel 1976 prende casa a Parigi, dove soggiornerà alternativamente per molti anni. Del 1982 è la grande antologica al Museo Correr a Venezia. Sino al 1990, anno della sua morte a Venezia, Giuseppe Santomaso proseguirà un’intensa attività espositiva.