A neoimpresszionista csoport vezéralakja. Rövid ideig a párizsi Ecole des Beaux-Arts-on folytatott tanulmányokat (1878-79). Számos rajzot készített ókori szobrokról, a reneszánsz mesterek és Ingres (Angelica) képeiről. Dolgozott élő modell után is, gyakran holbeini naturalizmussal. Bresti katonai szolgálata idején (1879-80) vázlatfüzetébe köznapi tárgyú rajzokat készített. Párizsba visszatérve folytatta a rajzolást. Közel 500 rajza maradt fenn; 1882-től rajzai tárgyát a szántóföldeken vagy a párizsi utcákon kereste, és megörökítette a városi szegényeket. Cirkuszi jeleneteket, zenés kávéházi sarkokat is rajzolt - némiképpen emlékeztetve Degas műveire. Nagy tisztelője volt Rembrandt és Goya művészetének is. Fiatalságától foglalkoztatta a tudományos színelmélet, elolvasta Michel-Eugéne Chevreul, Ogden Rood és Hermann von Helmholtz tanulmányait az optikáról; valószínűleg ez tette lehetővé, hogy kidolgozza a szín- és az ecsetkezelés szisztematikus használatának elveit. Kritikus szemmel nézte Delacroix festményeit, ami kiderül három Delacroix-képről írt részletes színanalíziséből. Korai képei rendszerint kis formátumúak, gyakran fára festette őket; a legtöbbjük Párizs-környéki tájat ábrázol. Felfedezhető rajtuk a barbizoni festők hatása, 1882től pedig az impresszionistáké. 1883-ban a barátjáról, Edmond-Francois Aman-Jeanról készült rajzát a Szalon elfogadta.

A következő tavaszon, 1884-ben, a Salon des Indépendants nyitó kiállításán bemutatták Fürdőzés című, nagyméretű kompozícióját. Ebben az évben találkozott Signackal. Az utolsó impresszionista kiállításon, 1886-ban kiállította a Vasárnap délután a Grande Jatte szigetén című festményét. Tárgya jellegzetesen impresszionista, de az impresszionista technikát szabályos, pontszerű ecsetkezelés váltotta fel. A kép botrányt kavart, és nyilvánosan elítélték a divizionizmust és a pointillizmust. Fiatal szimbolista költők és kritikusok - Félix Fénéon és különösen Gustave Kahn - keltek lelkesülten a védelmére. A Seurat és Signac köré csoportosuló művészek a Salon des Indépendants kiállításain és szerényebb alkalmakkor, a műkereskedők galériáiban fejezték ki összetartozásukat. Néhányukat meghívták Brüsszelbe is, hogy a Les Vingt csoporttal, a Húszakkal együtt állítsanak ki, ami lehetővé tette egy belga neoimpresszionista csoport megalakulását. Seurat továbbra is rajzolt, de évente legalább egy nagyméretű "programképet" is festett. Készült egy sor vászna a La Manche-csatorna partján töltött nyarakon - Grandchamp-ban 1885ben, Honfleurben 1886-ban, Port-en-Bessin-ben 1888-ban, Crotoyban 1889-ben és Taravelines-ben 1890-ben. Ezeken a festményeken a pontos megfigyelés a befelé tekintő, szomorkás hangulattal párosul, amelyet néhány szellemes motívum élénkít; ilyenek például a "fagyott" csapdosó zászlók a Vasárnap Port-en-Bessin-ben című képen. Utolsó munkáiban a vonalvezetés érzelmi hatását kutatta. Ez az elmélete nagymértékben Charles Henry esztéta írásaira támaszkodott, akivel ő is, Signac is összebarátkozott. Az elmélet Seurat több "programképén" is testet öltött. Köztük van a Parádé (Cirkuszi előjáték), amely az aranymetszés szabályai szerint épül fel, és a Modellek (kis változata), amely ötletes változata a kép a képben témájának. A Kánkán  és a Cirkusz című képeken a tudatosan kicirkalmazott stilizálás nyilván erős lökést adott a szecesszió előretörésének. Seurat keveset írt ugyan, néhány levele mégis fennmaradt. Az egyikben, amelyet 1890. augusztus 28-án küldött Maurice Beaubourg írónak, összefoglalja technikáját és esztétikáját. Felfedezéseit féltékenyen őrizte, Fénéonra és Signacra bízta, hogy a közönségnek elmagyarázzák. Ez a titkolódzás a magánéletére is kiterjedt. Amikor 1891-ben egy szívrohamban váratlanul meghalt, még a legjobb barátai sem tudtak Madeleine Knobloch-kal való kapcsolatáról, aki pedig egy fiút is szült neki. Ő volt a modellje egyetlen nagy portréfestményének, a Púderező nőnek.

Seurat a "tudós" művész példája: analizál, kérdez, kutat, fanatikusan és feszült érdeklődéssel. Kutatásainak tárgya a természet és a művészet univerzális törvényei voltak. Megközelítése alapvetően konceptuális és racionális volt, de módszere nem sikkadt önmagát ismétlő, élettelen formulává, mint kevésbé jelentős követőinél. Művészetének egyes elemei hatást gyakoroltak a fauve-okra, a kubistákra és a geometrikus absztrakció művelőire.