1898年、現在の東京都江東区で誕生し、すぐに伊東半三郎・まさ夫妻の養子になった深水。
しかし1907年、養父の事業が失敗したため小学校を3年で中退し、看板屋で働き始めます。 1908年には印刷会社に務めながら、日本画家の中山秋湖に日本画を学びました。 さらに1911年には、「深水」という名を授けた浮世絵師・鏑木清方に師事します この頃の深水は、昼間は印刷会社での仕事、夜間は学校に通い、帰宅してから鏑木に美人画を習うという生活を送っていました。

この努力が実り、翌年1912年、第12回巽画会展に「のどか」が入選します。 また1914年には公益財団法人日本美術院が開催する再興第1回院展に「桟敷の女」が入選し、印刷会社を退社。本格的に職業画家として生活を始めます。

1915年には第9回文展に「十六の女」が入選。さらに1916年には「対鏡」を発表し、東京日日新聞の挿絵を描くなど、人気画家として成長を果たしました。

1919年、結婚。この時の妻が本妻・好子であり、二人の息子を授かりました。 公私ともに順調な深水でしたが、1935年料亭「勝田」の女将・勝田麻起子との間に娘(のちの朝丘雪路)が生まれたことで世間を賑わせます。 深水は74歳で生涯を閉じるまで、娘を溺愛しながら多くの名作を生み続けました。