На годы учебы приходится ранний, импрессионистический период творчества. В 1907 открыл для себя народное примитивное искусство – русский лубок, ремесленную вывеску. Коллекционировал индийские, персидские и кавказские народные картинки. Эти увлечения отразились на его живописи. Появляются серии «Франты», «Парикмахеры», «Солдатская серия». В 1913 подготовил выставку лубка, которая включала восточные и европейские народные картинки, вывески, печатные пряники; в том же году провел выставку иконописных подлинников и лубков. Инициатор открытия первой выставки «Бубновый валет» (1910), выставок «Ослиный хвост» (1912), «Мишень» (1913), «№ 4. Футуристы, лучисты, примитив» (1914).

Создатель теории лучизма – одного из первых опытов беспредметного искусства. Опубликовал брошюру «Лучизм» (1913), подписал коллективную декларацию русских художников – манифест «Лучисты и будущники» (1913). Активно работал в области футуристической книги. Создал иллюстрации для сборников поэтов-футуристов А. Е. Крученых, В. В. Хлебникова, К. А. Большакова. Один из ведущих художников антрепризы С. П. Дягилева, по приглашению которого в 1915 выехал вместе с Н. С. Гончаровой в Швейцарию, затем в Италию. С 1919 постоянно жил в Париже. Оформил балеты «Русские сказки» на музыку А. К. Лядова (1916), «Шут» С. С. Прокофьева (1921) и др.