Adolph von Menzel arbeitete zu Anfang, spätestens ab 1829, in der von seinem Vater 1818 gegründeten lithographischen Werkstatt.
Seine ersten Zeichnungen wurden 1828/29 ausgestellt.
Ein Jahr später siedelte seine Familie nach Berlin um.
Nach dem Tod seines Vaters 1832 übernahm Menzel die Leitung der Werkstatt. Zeitgleich begann er sich mit kurzen, unregelmäßigen Akademie-Besuchen 1833-34 unter Johann Gottfried Niedlich (1766-1837) autodidaktisch weiterzubilden.
Durch die Leitung seiner Werkstatt lernte er über den Fabrikanten Carl Heinrich Arnold Berliner Künstler, wie Karl Eduard Biermann (1803-1892), Friedrich Drake (1805-1882), Eduard Magnus (1799-1872) und Eduard Meyerheim (1808-1879) kennen.
Seinen ersten künstlerischen Durchbruch erzielte er mit seinen 1834 veröffentlichten Lithografien zu Goethes „Künstlers Erdenwallen“, die wahrscheinlich seine erste eigene Bildfindung darstellten. Die vorher gefertigten Lithografien fertigte er hauptsächlich nach Vorlagen anderer Künstler. Der Akademie-Direktor Johann Gottfried Schadow (1764-1850) und der Kunsthistoriker Franz Kugler (1808-1858) lobten diese Werke so sehr, dass der Verein der Jüngeren Künstler Berlins Menzel als Mitglied aufnahmen.
Er arbeitete mit Berliner Verlegern wie Louis Friedrich Sachse (1789-1877), Adolf Asher (1800-1853) und Gustav Lüderitz (1804-1884) zusammen.
Des Weiteren verhalf im die 1836 geschlossene Freundschaft mit dem Vorsteher des Potsdamer Künstlerverein Wilhelm Puhlmann (1797-1882) zu weiterem Erfolg.
In dieser Zeit begann er mit dem Studium der italienischen, holländischen und französischen Malerei des 17./18. Jahrhunderts in Berliner Kunstsammlungen und -handlungen.
1843 unternahm er seine erste Studienreise durch Schlesien. Auch in den Folgejahren reiste er zu Studienzwecken unter anderem durch den Harz, an die Ostsee, durch Süddeutschland und Österreich. Dieser Aufenthalt veranlasste ihn dazu jedes Jahr dorthin zu reisen.
1849 widmete er sich in seiner Malerei motivisch mehr und mehr der Epoche von Friedrich dem Großen. Mit hoher historischer Genauigkeit gab er die zurückliegende Epoche der Preußen wieder. Besonders bekannt sind sein „Flötenkonzert Friedrichs des Großen in Sanssouci“ von 1852 und sein „Ballsouper“ von 1878.
Als „Künstler der preußischen Historienmalerei“ wurde er nach seinem Auftrag der Illustrierung des Buches „Geschichte Friedrichs des Großen“ von Franz Kugler (1808-1858) geläufig bezeichnet.
1855 besuchte er die Weltausstellung in Paris und den Pavillon du Réalisme von Gustave Courbet (1819-1877).
Ein Jahr später nahm er eine Professur für Historienmalerei an der Berliner Akademie an. Dort war er allerdings nie als Lehrer tätig. Sein einziger Schüler blieb während seiner gesamten Lebenszeit Carl Johann Arnold (1829-1916).
Im darauffolgenden Jahr erhielt er die Große Goldene Medaille für Kunst.
1861 bekam er den Auftrag die Krönungszeremonie Wilhelm I. in Königsberg zu malen. Dafür reiste er gemeinsam mit seinem Maler-Freund Fritz Werner (1827-1908) nach Königsberg.
Ab 1862 hielt er sich am Berliner Schloss auf, um dort die Teilnehmer der Zeremonie zu zeichnen. Dort lernte er den französischen Maler Ernest Meissonier (1815-1891) kennen.
1867 besuchte er mit Paul Meyerheim (1842-1915) die Weltausstellung in Paris und lernte die Maler Jean-Léon Gérome (1824-1904) und Gustave Ricard (1823-1873) kennen.
Bei der nächsten Weltausstellung in Paris 1889 nahm er nun offiziell gemeinsam mit Max Liebermann (1847-1935), Wilhelm Leibl (1844-1900) und Fritz Uhde (1848-1911) teil.
1895 kam Menzel eine besondere Ehre zu teil: Wilhelm II. veranstaltete anlässlich zu dessen 80. Geburtstag ein Fest, ließ Jubiläums-Ausstellungen in Berlin stattfinden und ernannte ihn zum Ehrenbürger Berlins.
Neben dieser Auszeichnung erhielt der Künstler 1870 den Orden Pour le mérite mit der Begründung, dass seine Geschichts-Malerei der wissenschaftlichen und historischen Forschung ebenbürtig sei.
Menzel war außerdem Mitglied zahlreicher künstlerischer Vereine. 1850 wurde er Mitglied des politisch konservativem Verein Tunnel über der Spree. 1853 trat er der Berliner Akademie bei. 1868 wurde er Ehrenmitglied der Österreichischen Akademie der Künste und 1872 der Münchener Akademie der Bildenden Künste.
In seinen Werken beschäftigte er sich hauptsächlich mit der preußischen Geschichte und der eigenen Lebensgegenwart des 19. Jahrhunderts. Darstellungen Friedrichs II. und zeitgenössische Themen mit Szenen aus Geschichts- und Arbeitsleben gehören zu seinen beliebtesten Motiven.
Akribisch-sachliche Studien sind sein Markenzeichen. Er formte eine objektive Realität mit subjektiv gefärbten Wahrnehmungen, die zugunsten der Kunstwirkung entstanden.