Llegó a Roma en octubre de 1857 por sus propios medios y sin ayuda oficial, aunque más tarde conseguiría que le concedieran una pensión extraordinaria.
Allí comenzó a asociarse con los círculos puristas nazarenos, pero pronto abandonó esa tendencia, en la que hizo su primera obra de importancia, Tobías y el ángel.
A continuación se interesó por un estilo más realista, en el que realizó su gran obra maestra, Doña Isabel la Católica dictando su testamento, conservada en el Museo del Prado.
Se casó en 1868 con su prima Maximina Martínez Pedrosa y tuvo dos hijas: a la mayor, Eloísa, muerta al poco tiempo de nacer, puede vérsela en el cuadro Primeros pasos, mientras Carlota también se dedicaría a la pintura.
En 1922, fue inaugurada, en homenaje a este pintor, una gran estatua, esculpida por Mateo Inurria, en el paseo de Eduardo Rosales, en Madrid.