Fervente croyante, elle était très attachée aux enseignements de la Bible et son art lui fut inspiré par sa grand-mère.
Au courant des années 1960, les toiles de Margaret Keane sont vendues par son époux Walter Keane dont il se prétend l'auteur.
Pour calmer les craintes de son épouse, Walter lui demande de lui apprendre à peindre dans le style des « Big -eyes ».
Cependant, celui-ci dénué de talent en est incapable et blâme sa professeure.
Walter abuse de l’alcool et séquestre Margaret dans son atelier afin de la forcer à produire davantage.
Les grands yeux qui ont fait son succès sont en réalité le reflet de sa propre souffrance.

Ayant atteint son niveau de tolérance et de peur elle décide de divorcer en 1965, et déménage à Hawaii.
En 1970, elle se remaria avec l'écrivain Dan McGuire.
Elle avoua plus tard publiquement que c'était elle, et non pas son mari, qui avait peint toutes les toiles au nom de ce dernier.
Pendant un procès en cour fédérale en 1986, Margaret mit son ex-époux au défi de prouver qu'il était bien l'auteur des tableaux et peignit elle-même une toile devant le juge. Walter refusa cependant de relever le défi, prétextant une épaule endolorie.
Margaret peignit une toile en seulement 53 minutes, ce qui lui permit de gagner le procès.
Après jugement, elle reçut 4 millions de dollars de dommages et intérêts et fut alors de nouveau autorisée à signer ses œuvres de son nom.


Sa façon de peindre le corps féminin est largement influencée par Amedeo Modigliani et le travail de Keane peut être considéré comme un prélude aux enfants et animaux aux grands yeux de Yoshitomo Nara.
Née Peggy Doris Hawkins le 15 septembre 1927 à Nashville dans le Tennessee, Keane vit et travaille désormais dans le comté de Napa en Californie.

En 2014, elle est le sujet principal du film Big Eyes, produit et dirigé par Tim Burton.