Kemal Önsoy, 1954'te Isparta'nın Sarıidris Beldesi’nde doğdu.

1980'de İstanbul Marmara Üniversitesi Güzel Sanatlar Fakültesi'nden mezun oldu ve aynı yıl İstanbul'da ilk sergisini açtı.

​Kendi görsel dilini 1986’dan itibaren grup sergilerinde göstermeye başlayan Önsoy, özgün tekniği ile ilk sergisini 1988’de Istanbul Ataturk Kültür Merkezi’nde açtı. 1989’da Galeri Nev'de sergilenen Rumeli Hanı serisi, 1990'da Beral Madra’nin küratörlüğünü yaptığı 44. Venedik Bienali’nin Türkiye Pavyonu'nda temsil edildi.

Önsoy, 1989’da atölyesini New York’a taşıdı. New York serisi, Manhattan 14. caddedeki atölyesinde, Dan Lynch ve Güneș İsteyen Kar serileri ise 19. caddedeki atölyesinde, 1991’de ortaya cikti. 1995 yılında Dan Lynch, küratörlüğünü René Block’un üstlendiği 4. Uluslararası İstanbul Bienali'nde yer aldı.

1991'de Güneş İsteyen Kar, 1997’de 11 Ağustos 1999 sergileri İstanbul Galeri Nev’de açıldı. Gel Gözlerimden Ağla isimli heykeli, Yuko Hasegawa’nın küratörlüğünü yaptığı 2001 İstanbul Bienali'nde sergilendi. Gel Gözlerimden Ağla, ayrica 2002'de Alfons Hug ve Türk sanatçıları temsil eden Fulya Erdemci’nin küratörlüğünü yaptığı 2002 Sao Paulo Bienali'nde yer aldi. Plazma İçinde Açamayan Gül heykeli, İstanbul Modern Sanat Müzesi'ndeki Çekim Merkezi Sergisi’nde, Rosa Martinez’in küratörlüğünde 2005'te sergilendi.

2007-2012 yılları arasında Bilgi Üniversitesi’nin tahsis ettigi Santral Istanbul kampüsündeki atölyesinde 2011 ve Benim Yüzyılım serilerini calisti. 2013 yılında bugüne kadarki en büyük kişisel sergisi olan Antrepo, İstanbul Bienali'ne ev sahipligi yapmış Antrepo-3 binasında açıldı. Bu sergide yer alan No.5, 2014 yılında İstanbul Modern Sanat Müzesi’nin koleksiyonuna eklendi.

Önsoy, 2017'den bu yana olan en son çalışmalarını 360° sanal sergi alanlarına taşıdı. Resimlerini kendi tasarladığı dijital sergi mekanlarına yerleştiren Önsoy, 2018’de Gidilmemişliğe Doğru ve Yıllar Yıllar Yıllar, 2020’de de Çizimler sergilerini yayına aldı.

2022 yılında Okyanusu İçti Güneşe Boşalttı ve İki Ölüm Uzakta serilerini çalıştı; kataloglarını dijital olarak yayınladı.