Родился в Шпайере (город на Рейне, в те годы принадлежавший Баварии, ныне земля Рейнланд-Пфальц) 12 сентября 1829 в семье археолога А.Фейербаха, брата философа Людвига Фейербаха. Учился в академиях художеств Дюссельдорфа (18451848; у В.фон Шадова), Мюнхена (с 1848; у Б.Генелли) и Антверпена (1850). В 18511854 занимался в мастерской Т.Кутюра в Париже; испытал также влияние Г.Курбе и Э.Делакруа. С 1855 по 1873 жил в основном в Риме, а с 1876 в Венеции.
Начинал как портретист, обращался к восточным мотивам (серия полотен на темы Западно-восточного дивана И.В.Гёте, начало 1850-х годов), написал немало итальянских пейзажей. В 1860-е годы окончательно определилось главное русло его творчества историко-романтические полотна и идеализированные портреты-типажи (Пир Платона, 18681869, Кунстхалле, Карлсруэ; ряд образов известной римской натурщицы Нанны Ризи). Постоянные реминисценции классической античности и Ренессанса с годами все чаще превращались у Фейербаха не столько в исторические иллюстрации, сколько в олицетворения Искусства, Жертвенности, фатального Рока, «золотого века» (Смерть Данте, 1858, Картинная галерея, Шпайер; Орфей и Эвридика, 1869, Государственные музеи, Берлин; Ифигения, 1870, Музей собрания О.Рейнхардта, Винтертур; Поле блаженных, 1877, там же). При этом прежняя эмоциональная живописность его письма вытеснялась более гармонически-строгой, но достаточно колористически насыщенной и исполненной большого внутреннего драматизма манерой.
Его значительный талант монументалиста проявился в первую очередь в станковых картинах (к примеру, в Ифигении, наиболее известном полотне Фейербаха); собственно же архитектурно-монументальные работы мастера с их ренессансно-барочной патетикой (композиции на сюжеты истории музея для Германского национального музея в Нюрнберге, 1878) сравнительно второстепенны. Огорченный резкой критикой его Падения титанов (18741879, плафон для здания Венской академии художеств, где он в эти годы преподавал), Фейербах вновь уехал в Италию.
Умер Фейербах в Венеции 4 января 1880. Немалый исторический интерес представляют его письма и дневник, на базе которых была посмертно издана книга Завещание (1882).
Мастера искусств об искусстве, т. 4. М., 1967