司空图，字表圣，河中虞乡人。父名舆，干练有风采。大中年间卢弘止管盐铁，上表向皇帝推荐他任安邑两池榷盐使。起初，法令很粗疏，官吏对触犯禁令不在乎，司空舆加订了几十条细则，大家都认为订得好。因他的功绩，升官为户部郎中。
司空图咸通末年考中进士，礼部侍郎王凝对他特别赞许。不久，王凝犯法贬为商州刺史。司空图感激他知己之恩，跟他同去商州。后来王凝被起用任宣歙观察使，于是召他入幕府。皇帝召司空图任殿中侍御史，他不忍离开王凝府，台官指斥他误期之罪，于是贬为光禄寺主簿，分管东都。卢携以原宰相的身份住在洛阳，赏识司空图的气节，常与之交往。卢携回朝时经过陕虢，叮嘱观察使卢渥说：“司空御史，是志行高洁的人。”渥即刻上表请任图为同僚官佐。正逢卢携重新执政，委任图为礼部员外郎，不久，升为郎中。
黄巢攻陷长安，司空图将随天子避难，但未成行。司空图的弟弟有个仆人段章在贼军中，拉着司空图的手说：“我所辖的张将军喜欢结交读书人，可以去见他，不要冤枉送命。”司空图不肯去，段章为之落泪。司空图去咸阳，历尽艰险到达河中。此时僖宗住在凤翔，就在行宫委任他为知制诰，升为中书舍人。后来皇帝巡狩宝鸡，没要司空图随从，图就又回到河中。龙纪初年，他官复原职，因病辞官。景福年间又委任他为谏议大夫，也不到任。后来又召他为户部侍郎。
司空图到朝廷致谢，几天后又走了。昭宗在华州，召他为兵部侍郎，他说自己腿有病坚持请辞。那时迁都洛阳，柳璨迎合贼人的旨意，陷害有才能有声望的人，帮助削弱王室。诏令司空图入朝。司空图假装失态掉笏，意趣粗野。柳璨知他无意于仕途，于是任凭他回山。
司空图原住中条山王官谷，有祖上的田产，于是隐居不出。建造了简陋的亭观等房子。在亭中画下唐兴以来全部有节操者及知名文人的图像，并题名为“休休亭”，还写文章表述心志：“辞官，是美事。既安闲自得，美也就有了。本来，衡量我的才能，一宜辞官；估量我的素质，二宜辞官；我老而昏聩，三宜辞官；再，我年轻时懒散，长大后马虎，老了后迂腐。这三者都不是治世所需要的，所以更宜辞官了。”还自称为“耐辱居士”。
他的言语奇特古怪，以此来免祸。他预先准备了棺材坟地，遇到好天气就领客人们坐在墓穴里饮酒赋诗。客人觉得难堪，司空图说：“你为什么看不开呀。生与死本是一回事，我哪里只是在此暂游呢？”每年过年时，村里集合击鼓跳舞祝祷。司空图与乡里老人们同乐。王重荣父子非常看重他，多次送东西给他，他都不收。为了做碑，王重荣赠绢几千匹，司空图把绢放在虞乡市上，任人拾取，一天就拿光了。当时寇盗所过之处都抢掠烧杀，就独不去王官谷。不少读书人都去那里避难。
朱全忠篡位，召司空图为礼部尚书，他不去。哀帝被杀，司空图听说后，绝食而死，享年七十二岁。司空图没有儿子，以外甥为后嗣，曾遭御史指控，昭宗并不加责。