Kształcił się w Klasie Rysunkowej u Wojciecha Gersona w Warszawie, a następnie w Paryżu, w pracowni Cypriana Godebskiego (1875-1879) oraz École des Beaux-Arts pod kierunkiem Eugène Delaplanche'a (1879-1890). Uczył się również malarstwa w akademii monachijskiej. W latach 1895-1905 mieszkał w Paryżu. W 1913 oraz w okresie 1921-1922 przebywał we Włoszech. Od 1922 mieszkał w kraju. We wczesnej twórczości Szymanowski poświęcał się głównie malarstwu, tworząc obrazy o tematyce wiejskiej, pejzaże oraz portrety. Jego płótno "Kłótnia Hucułów" zostało nagrodzone złotym medalem w Monachium w 1888 i na Wystawie Powszechnej w Paryżu w 1889. W powstałym w latach 1891-1892 monumentalnym tryptyku "Modlitwa" odszedł od tematyki rodzajowej w kierunku symbolizmu.
Wkrótce potem poświęcił się niemal wyłącznie rzeźbiarstwu. W jego wczesnych rzeźbach, takich jak pochodzący jeszcze z 1876 Prometeusz, zaznaczył się wpływ dbałej o detal i realistyczny modelunek estetyki akademickiej. Jednak później, dzięki inspiracji twórczością Constantina Meuniera, a zwłaszcza Auguste Rodina, forma rzeźb Szymanowskiego zaczęła podlegać uogólnieniu, pojawił się płynny, secesyjny kontur oraz szkicowe traktowanie bryły. Ulubionym motywem stosowanym przez artystę stała się asymetryczna, dynamizująca kompozycję forma układająca się w kształt fali. Motyw ten bez reszty dominował w takich pracach, jak drewniana "Fala" z ok. 1903, czy też niezachowana "Śmiejąca się fala" (gips, 1902). Asymetria i płynna linia dominuje również w innych kompozycjach, jak np. "Mickiewicz po improwizacji" z 1898. W rzeźbie tej figura omdlewającego poety zdaje się wtapiać w nieuformowany, surowy blok podstawy. Towarzyszące jej postaci kobiece (Miłość i Ból lub personifikacje Poezji) zostały wykorzystane jako niezależna kompozycja w pomniku nagrobnym ojca artysty, Wacława Szymanowskiego, na warszawskich Powązkach (1906).
Do wybitnych zrealizowanych dzieł monumentalnych artysty należy "Pomnik Artura Grottgera" na Plantach w Krakowie (projekt 1898, odsłonięcie w 1903) oraz "Pomnik Fryderyka Chopina" w warszawskich Łazienkach. Prawo do realizacji pomnika Chopina zdobył Szymanowski w 1909, zdobywając I nagrodę w rozpisanym wówczas konkursie. Uroczyste odsłonięcie pomnika nastąpiło jednak dopiero w 1926 (zniszczony w 1940 przez Niemców, zrekonstruowany został w 1958).
Realizacji nie doczekał się natomiast słynny projekt Szymanowskiego zatytułowany "Pochód na Wawel" (pierwsza wersja powstała w 1908). Miał to być zespół monumentalnych figur usytuowany na arkadach, przewidziany jako uzupełnienie brakującego skrzydła krużganków dziedzińca zamku na Wawelu. Na "Pochód" składać się miały 52 posągi. Na czele korowodu usytuowana była figura Losu wiodąca orszak królów i innych wybitnych osobistości związanych z historią Wawelu, a zarazem Polski.
Jednocześnie miało być tu zawarte przedstawienie historii konfliktu władzy państwowej i kościelnej od czasów zatargu Bolesława Śmiałego z biskupem Szczepanowskim. Projekt "Pochodu" wywołał szeroką dyskusję, która ze szczególną mocą rozgorzała w latach 1911-1912, dzieląc polskie środowisko artystyczne na obozy zwolenników i wrogów realizacji tej koncepcji. Poszczególne fragmenty projektu dzieła, wykonane w różnej skali i różnych materiałach, przechowywane są w polskich muzeach.Wśród bogatego dorobku Szymanowskiego na uwagę zasługują również portrety, w których wierne oddanie fizjognomii modela łączy się ze szkicową wirtuozerią modelunku bryły (m.in. Jacka Malczewskiego, Leona Karwackiego, Janiny Wierusz-Kowalskiej).