1914年，梁白波出生于上海，祖籍广东中山县。她从小就有绘画天赋，家人便送她去学绘画了。她先后就读于杭州国立艺术专科学校、上海新华艺术专科学校西画系，专攻油画。
 
1931年，上海成立了现代油画团体“决澜社”，梁白波也加入了。这年，她给左联诗人殷夫的诗集《孩儿塔》创作了九幅插图，结果21岁的殷夫在上海龙华英勇牺牲了。
 
梁白波怕受到牵连，就去菲律宾避风头，在那里当了美术老师。
 
1935年，梁白波回到上海，开始创作漫画。她给《时代画报》投稿的第一幅漫画是《母亲花枝招展，孩子嗷嗷待哺》，编辑叶浅予看到后，惊讶不已！因为那画上的内容，就是叶浅予家里的真实写照。
 
叶浅予也是一个画家，他妻子罗彩云是个富家小姐，跟他结婚生子后，把孩子扔给奶妈了。她自己天天打扮得花枝招展，然后去打麻将，对家事根本不管，孩子就嗷嗷待哺了。
 
叶浅予马上注意这个作者了。后来在叶浅予的指导下，梁白波发表了连环漫画《蜜蜂小姐》，一下子就成名了。
 
梁白波和叶浅予日久生情，后来两人同居了。罗彩云只顾着打麻将，根本不关心叶浅予，所以过了很久后才发现。
 
罗彩云提出，叶浅予可以娶梁白波，但梁白波只能做小妾，家里得遵从妻妾的规矩。梁白波自然是不愿意的，叶浅予便带着梁白波逃去南京了。
 
罗彩云在父亲的陪同下，追到南京，说她和叶浅予离婚也可以，但叶浅予得要付给她一大笔赡养费。
 
叶浅予付不出那么多钱，只能暂时按月支付生活费，什么时候付清，什么时候离婚。
 
1937年抗战全面爆发，叶浅予和张乐平（《三毛流浪记》的作者）组建了救亡漫画宣传队，梁白波也加入了，她是这个宣传队里唯一的女性。
 
1938年，宣传队到武汉后，梁白波认识了空军军官陈恩杰。当时，陈恩杰并不知道梁白波和叶浅予同居着，就追求梁白波。
 
梁白波考虑再三后，向叶浅予提出了分手，并且离开了宣传队。后来，梁白波跟陈恩杰结婚了，婚后生下了一个儿子。
 
1949年，国民党败退台湾，梁白波跟着陈恩杰也去台湾了。可到台湾后没几年，两人便离婚了，离婚原因可能跟她曾和叶浅予同居过有关系。
 
离婚后，梁白波独自抚养儿子，生活过得很艰辛。她在给朋友的信中说：对女人来说，一失足成千古恨……
 
晚年，梁白波患上了精神分裂症，幽居在一间小房子里，生活很困苦。
 
1967年，梁白波在台南海滩自杀，终年53岁。