Estudió en la Llotja de Barcelona y fue alumno del pintor Ramon Martí i Alsina. Al mismo tiempo
comenzó la carrera de ingeniería y arquitectura pero no acabó ninguna de ellas. Se trasladó a Roma junto con su hermano Josep Llimona, donde estudió con Antoni Fabrés.

En 1890 realizó una exposición en la Sala Parés (Petritxol, 5) con la que consiguió un gran reconocimiento y, poco después, fundó junto a su hermano el Círculo Artístico de Sant Lluc, del que fue el primer presidente. Su pintura fue principalmente de temática religiosa, de acuerdo con la idea de que el arte debía estar al servicio de la religión, como, por ejemplo, Lectura (1891; fondo MNAC) o Tornant del tros (De vuelta del terruño, 1896; fondo MNAC). No obstante, las obras de este artista hicieron gala de un aire renovador, como puede verse en las pinturas de la cúpula del antiguo camarín de la Virgen de Montserrat (1896-1898; abadía de Montserrat).

Publicó artículos sobre estética artística en La Veu de Catalunya y en Catalunya Social. También realizó incursiones en el mundo del cartel, aunque siempre en una línea muy académica.