malíř, grafik, řezbář a spisovatel, se narodil 23. září 1884 v Milavčích na Domažlicku jako nemanželský syn Anny Váchalové (1862–1939) a podučitele Josefa Alše-Lyžce (1862–1927), bratrance malíře Mikoláše Alše. Dětství prožil u svých prarodičů v Písku. Gymnázium v Písku nedokončil. V roce 1898 odjel s otcem do Prahy a čtyři roky se učil knihařem u J. Waitzmanna a po vyučení v roce 1902 zůstal ve Weitzmannově dílně jako knihařský dělník. V roce 1904 nastoupil na doporučení Mikoláše Alše do krajinářské školy Aloise Kalvody a v roce 1905 přešel na malířskou školu Rudolfa Béma. V roce 1907 navštěvoval školu leptu A. Herverta.
V roce 1910 založil společně s Emilem Pacovským, Františkem Koblihou a Janem Konůpkem uměleckou skupinu Sursum, jejíž první výstava se konala 22. září 1912 v Brně.
31. března 1913 se J. Váchal oženil s Marií Pešulovou a v témže roce se seznámil s amatérským tiskařem, bibliofilem a sběratelem grafiky Josefem Portmanem z Litomyšle. S učitelem a grafikem Josefem Hodkem a učitelem a kulturním pracovníkem Bedřichem Benešem Buchlovanem založil Váchal nakladatelství Trojrám, v němž chtěli společně vydávat knihy s grafickou výzdobou (vyšly tři svazky).
16. listopadu 1916 rukoval do Plzně a odjel jako voják do Rumburku. V následujícím roce 1917 byl odvelen na italskou frontu. Konec války jej zastihl na dovolené v Praze. Své zážitky z války vložil v roce 1919 do cyklu dřevorytů Fronta.
V roce 1920 začalo jeho přátelství s grafičkou Annou Mackovou, která se po smrti jeho manželky stala jeho celoživotní družkou. V srpnu zahájil práce na výzdobě interiérů Portmanova domu v Litomyšli.
24. prosince 1922 zemřela jeho manželka Marie a v následujícím roce1923 vytiskl knihu In memoriam Marie Váchalová s vlastním textem a dřevoryty. Poté odjel s Annou Mackovou do Jugoslávie a po návratu pracoval na knize Ďáblova zahrádka. V roce 1924 pracoval na knihách Krvavý román a Postyla kacířská. V roce 1926 zahájil v Brně vlastní výstavu a obeslal výstavu krásné knihy a exlibris v Národním muzeu. V následujícím roce 1927 vytiskl první desky pro knihu Mor v Korčule a obeslal Mezinárodní výstavu knih v Lipsku. V literární činnosti pokračoval v roce 1928 knihou vzpomínek na válku Malíř na frontě, kterou mu vydala A. Macková, napsal Erotikon a začal pracovat na svém největším díle o Šumavě. Při pobytu v prášilské papírně na Šumavě napsal a nakreslil knihu pověstí Očarovaná Šumava, napsal satiru Vražda knižní značkou a pokračoval na knize Šumava umírající a romantická. V roce 1930 se konaly výstavy jeho grafických prací v Městském muzeu v Hradci Králové a v Plzni. V létě odjel s Annou Mackovou a se psem Tarzanem na Slovensko a napsal rukopisnou knihu Cesta Slovenskem.
Své zkušenosti a nové postupy shrnul v roce 1933 ve velké knize Receptář barevného dřevorytu. V roce 1934 vyšlo monotématické číslo Veraikonu, věnované jeho dílu. V Brně v roce 1935 měl výstavu Josef Váchal dřevorytec.
V roce 1937 pracoval na knize Kázání proti hříchu spěšnosti a na parodii Poeovy básně Havran. V následujícím roce 1938 vytvořil kresby k básním Otokara Březiny a rozhodl se odstěhovat z Prahy do Studeňan na statek, který spoluvlastnila A. Macková. Na následky autonehody zemřela 18. března 1939 jeho matka.
V roce 1942 dokončil tisk cyklu 35 dřevorytů k Březinově básni Ruce pro Evropský literární klub, který dílo vydal v roce 1943. Během války mu přátelé a sběratelé vypomáhali a posílali mu potraviny a tabák. Skupina jeho ctitelů v Brně začala v roce 1947 vydávat časopis Záznamy o díle Josefa Váchala s grafickými přílohami, vyšla pouze dvě čísla. Pro čtvrté vydání knihy Vigilie o hodině hrůzy vyřezal v roce 1948 nové štočky. Polnosti a statek Anny Mackové, kde žili, byly po roce 1948 postupně znárodňovány a ničeny.
V roce 1950 obeslal výstavu vzácných tisků v Národním muzeu v Praze. V tvorbě exlibris experimentoval a přešel od dřevorytu k linorytu, využíval pro rytí korkové desky a později (1952) tvořil rovněž typografická exlibris. Vytvořil významný cyklus Věnovacích listů.
V roce 1954 vystavoval v Městském muzeu v Jičíně a pro rok 1957 připravil Josef Hodek pro Plzeň výstavu Josef Váchal – grafické dílo ze své sbírky a poslal Váchalovi přihlášku do Československého svazu výtvarných umělců, do něhož byl v následujícím roce 1957 Váchal přijat. Na statku ve Studeňanech byla v roce 1958 zřízena traktorová stanice, ale A. Macková a J Váchal zde mohli i nadále bydlet.
Pro Ladislava Stehlíka napsal J. Váchal v roce 1959 jednu ze svých rukopisných knih Čarodějnice holešovická aneb Vězeň v bolševickém hradu. Společně s A. Mackovou vystavoval v roce 1959 v Šumavském muzeu v Kašperských Horách.
V roce 1966 uspořádala Galerie hlavního města Prahy výstavu Josef Váchal – výbor z celoživotního díla. Své poslední grafiky vytvořil J. Váchal v roce 1968 a v témže roce obdržel krajskou cenu za výtvarné umění. Těsně před smrtí mu byl udělen v roce 1969 titul zasloužilého umělce.
4. května 1969 zemřela v novopacké nemocnici Anna Macková a 10. května 1969 zemřel ve Studeňanech Josef Váchal. Těsně po jeho smrti byla zahájena v Domažlicích výstava Josef Váchal a jeho grafické dílo, opět ze sbírky J. Hodka.
Tvorbě exlibris se J. Váchal věnoval během celého svého tvůrčího období. Celkem jich vytvořil od roku 1907 do roku 1951 podle soupisu manželů Kalabusových z roku 2000 více než 430 kusů a podle svého vyjádření dokonce na 650 grafických a kreslených knižních značek v letech 1907−1954. Největší sbírky exlibris J. Váchala mají Památník národního písemnictví v Praze (z pozůstalosti J. Váchala a sbírek sběratelů) a Regionální muzeum v Teplicích, které vlastní původní sbírku Karla Pavelky (1897−1977) s 492 grafickými exlibris J. Váchala. Členové SSPE vždy věnovali dílu Josefa Váchala velkou pozornost a byli často iniciátory vzniku jeho nádherných knižních značek, které byly chloubou jejich sbírek a neustálým zdrojem radosti a povzbuzení. Oproti ostatním tvůrcům knižních značek zaujmou knižní značky Josefa Váchala svojí neopakovatelností, jak náměty, tak uměleckým zpracováním a hledáním nových výtvarných postupů. Během 2. světové války a v následujících letech to byli právě sběratelé exlibris kteří J. Váchalovi pomáhali svými zakázkami přežít chvíle nouze. Třebaže se J. Váchal vyjadřoval o sběratelích neuctivě a kritizoval jejich lačnost a ziskuchtivost, mnozí z nich se stali jeho přáteli a věnoval jim i část své literární dopisové tvorby.