1886年（明治19），藤田出生於现在东京都新宿区新小川町的陆军军医之家，他受到父亲上司森鸥外的建议，进入东京美术学校西洋画科就读。不过，他不满足於当时西洋画坛主流的外光派画风，1913年，他在二十六岁时远渡法国。
居住在巴黎蒙帕纳斯的藤田，与毕卡索、凡东根、莫蒂里安尼等巴黎派画家交流。受到他们的刺激，藤田有意识地追求自我风格，因而尝试以油画来再现日本与东洋绘画基底材之纸与绢的优美质感。他在手工制作的平滑画布上，使用面相笔与墨勾勒轮廓线，并施以纤细阴影的裸女像，深获赞扬，被誉为「杰出的白底（grand fond blanc）」、「乳白色的肌肤」。1919年，他提出六件作品参加秋季沙龙，全部入选，直接被推举为会员，藤田的作品因而在巴黎大受欢迎。
1929年，藤田因凯旋归国展的缘故，睽违日本十六年後短暂返国。1933年以後，他以日本为创作据点。中日战争开始後，他为贡献祖国而埋头制作战争画，然而在战後，他因协助战争而受到画坛的猛烈批判，最後因此离开日本。
再度返回巴黎生活的藤田，决意不再返回日本，1955年取得法国国籍。1959年七十二岁时，他在汉斯的大教堂接受天主教洗礼，被授予伦纳德（Léonard）的洗礼名。在他最晚年，为了向汉斯表达感谢之意，建设了礼拜堂「和平圣母礼拜堂（Chapelle Notre-Dame-de-la-Paix，通称藤田礼拜堂）」，藤田在礼拜堂完成两年之後离开人世。