生於台北，1923年赴日本留學，首先進入京都美術工藝學校。後轉入關西美術學院西洋畫科，受嚴格的學院派教育。1927年回台灣，和倪蔣懷、廖繼春創辦「赤島社」。1929年榮獲台灣美術展覽會特選第一名。楊氏於1931年赴法國留學，並潛心研究歐洲諸大博物館所藏名畫，次年他的作品入選法國秋季沙龍。1934年返台，並在教育會館舉行個展，同年秋季與陳澄波、廖繼春等人組成「台陽美術協會」。楊氏舉行過多次個展，並多次在台灣美術展上獲獎。其中比較重要的展覽有1973年和1983年分別在國立歷史博物館舉行的「楊三郎油畫個展」和「楊三郎油畫回顧展」。1995年，國父紀念館舉行「楊三郎近作展」楊氏以其在畫壇上卓越的成就，曾於1986年榮獲國家文藝特別貢獻獎。