Than Mór német eredetű család fiaként született 1828. június 19-én Óbecsén. Nemesi származású és az „apáti” előnevet viselő édesapja Than János mérnök, hivatalnok, királyi pénztáros volt. A délvidéki településen – ahol ma emlékház őrzi a nevét és adja tovább a szélesebb közönségnek művészeti örökségét – töltötte gyermekéveit, majd Kalocsán folytatott tanulmányokat. A pesti egyetemen aztán jogtudományt és filozófiát hallgatott. Ebben az időszakban került szakmai és tanítványi kapcsolatba Barabás Miklóssal, neki köszönhetjük a reformkor és az 1848–49-es időszak jeles közéleti szereplői legtöbbjének portréját.

Forradalom élőben
A szabadságharc idején honvéd akart lenni, de gyenge fizikuma és beteges alkata miatt nem osztották be katonai szolgálatra. Ennek következtében aztán tehetséges és ambiciózus, de még képzetlen művészként örökítette meg az akkori hadi eseményeket. A magyar ügy 1849. augusztusi bukása után egészségi állapota miatt nem sorozták be a Habsburg császári hadseregbe. Az 1850-es években művészeti tanulmányokat folytatott Bécsben, ahol Carl Rahl volt az egyik mestere, aki az osztrák akadémikus festészet jelentős alakja volt (és akinek művei Magyarországon is megtekinthetők, közéjük tartozik a debreceni katolikus Szent Anna-székesegyház oltárképe). Később Itáliában és Franciaországban volt tanulmányúton. Az 1880-as évek második felében Olaszországban élt, ahonnan hazatérve a Magyar Nemzeti Múzeum képtárának vezetője – akkori elnevezés szerint „őre” – lett, később rövid ideig az Országos Képtár, a mai Szépművészeti Múzeum elődje igazgatója volt.

Százhuszonöt éve, 1899. március 11-én hunyt el Triesztben. Halálakor a Vasárnapi Újság a következő szavakkal értékelte a munkásságát.
A klasszikus minták tanulmányozása látszik művein, de a hideg német iskolán keresztül. Szépen, jól rajzolt, felfogásában azonban kimért. Színeiben a test melegsége az első, máskülönben kerülte az éles vagy feltűnő színeket. Történeti képeivel Than a magyar festészetben igen tiszteletreméltó helyet foglalt le magának, s mindig a lelkes és hivatott úttörők közt fogják emlegetni.
Az akadémikus festészet egyik legmarkánsabb magyarországi képviselője volt. Az akadémizmus irányzata a realista festészet esztétikai alapelveit tudta magáénak, a hiteles és valósághű képi ábrázolás mellett az alkotások értékhordozásában és megjelenített eszmei tartalmában is hitt. Mindez jellemző Than témaválasztásaira. Nagyszámú műve – már pályakezdésétől fogva – a magyar történelem fontos pillanatait és személyiségeit örökíti meg. Ilyen munkája például a Nyáry Lőrinc elfogatása, 1552 (1853), a Mohácsi csata (1856), az Imre király elfogja pártütő öccsét (1857), a Jelenet az ónodi országgyűlésből, 1707. június 6. (1864), az Attila lakomája (1870), a Vitéz János a latin nyelvre tanítja Hunyadi Jánost (1882), vagy a Pázmány Péter tollba mondja műveit (1885) című festménye.
Emellett portréfestőként, oltárképfestőként és helyzetképek megörökítőjeként szintén elismert alkotó volt.
Mint portréfestő Szabadka város megbízásából, a városháza tanácsterme díszítésére megfestette Mária Terézia magyar királynő (1880) alakját a település – Mária Terézia által adományozott – szabad királyi városi rangja elnyerésének (1779) centenáriuma alkalmából. De elkészítette a Magyar Nemzeti Múzeum a Történelmi Arcképcsarnoka számára Ferenc József osztrák császár és magyar király, valamint felesége, Erzsébet királyné egész alakos képét is.