경기도 가평(加平)군 가평면에서 태어났다. 1859년 증광문과(增廣文科)에 병과(丙科)로 급제한 후 사관(史官)이 되고 1874년에 함경도 암행어사가 되었다. 1887년에 대사성(大司成)에 승진하고 이어 의주부윤(義州府尹)과 대사헌을 역임했으며, 공조판서 예조판서 이조판서를 거쳐 1889년에 한성부판윤(漢城府判尹)이 되고 이 해에 우의정이 되었으며, 1893년에 좌의정이 되었다. 1894년 7월의 갑오경장으로 관제가 개혁되자 중추원좌의장(中樞院左議長)이 되었다가 후에 사직하고 가평의 향리로 은퇴했다. 1896년에 폐정개혁을 위한 시무(時務) 19조를 상소했고, 1898년에 의정부의정(영의정)에 임명되었으나 곧 사퇴했다. 1900년에 다시 입궐하여 국정의 개혁을 건의하고 향리에서 은거하였다. 1905년 11월 일제가 무력으로 고종과 대신들을 위협하여 「을사조약」을 강제 체결하고 국권을 박탈하자 조병세는 향리에서 이 소식을 듣고 통곡하면서 말하기를 「나라가 이미 망하였으니 내 세신(世臣)으로 따라서 죽음이 마땅하다」하고, 신병을 무릅쓰고 상경하여 고종황제에게 알현하기를 청하면서 상소를 올렸으나 황제는 인후증이 있다 하고 면회를 사절하므로 부득이 사제로 물러 나왔다. 이에 조병세는 1905년 11월 26일 궁내부 특진관 등 백관(百官)을 이끌고 대궐에 들어가 정청(庭請)하고 소두가 되어 「을사조약」의 파기와 을사5적의 처단을 요구하는 상소를 올리었다. 황제는 「소장을 보건대 공분에서 나온 건의이므로 상량하여 조처할 것이니 경등은 양지하고 물러가라」고 비지를 내렸고 일본군이 이들을 몰아내었다. 조병세는 굽히지 않고 백관들을 이끌고 대한문(大漢門) 앞으로 나아가 계속해서 「을사조약」의 파기와 매국5적을 처단할 것을 요구하는 강경한 상소를 여러 차례 올리고 항쟁을 계속하였다. 일제 헌병대는 조병세를 체포하여 일본헌병주재소에 구속했다가 노령이므로 이튿날 석방하였다. 조병세는 석방된 날인 12월 1일 표훈원(表勳院)으로 가서 다시 상소운동을 전개하려고 했으나 일제 헌병대가 다시 출동하여 교자에 태워서 그의 족질(族姪)인 조민희(趙民熙)의 집으로 강제로 끌고 갔다. 이에 조병세는 상소운동마저 할 수 없음을 알고 고종에게 드리는 유소(遺疏)와 국민들에게 보내는 유서 및 각국공사관에 보내는 유서 등 3통을 남기고 음독 자결하였다. 조병세는 국왕에게 남긴 유소에서 「신이 역신(逆臣)을 제거하지 못하고 늑약(勒約)을 취소시키지 못한즉 부득불 한 번 죽음으로써 국가에 보답하려는 고로 폐하께 영결을 고하오니, 신이 죽은 후에라도 진실로 분발하시어 결단을 내리셔서 박제순 이지용 이근택 이완용 권중현 등 5역신을 대역부도한 죄로 처형하시어 천지 신인에게 사례하시고 각국공사에게 교섭하여 위약(僞約)을 폐기하시고 국명(國命)을 회복하신다면 신은 비록 죽어 있다고는 하나 살아 있는 것과 다를 것이 없을 것입니다. 신의 말이 망령되었다고 하신다면 즉시 신의 몸을 절단하시어 여러 적신(賊臣)들에게 내려 주소서」하고 「을사조약」의 파기와 을사5적의 처단과 국권회복을 요구하였다. 그는 또한 국민에게 고하는 유서에서 「병세가 죽음에 임하여 국민에게 고하노니 오호라, 강한 이웃이 맹약을 어기고 적신이 매국하여 5백년 종사가 종막이 가까웠고 2천만 생령이 장차 노예가 되는지라, 차라리 죽어 버리지 차마 오늘의 이 같은 치욕을 볼 수 있겠는가. 이는 진실로 지사가 피가 다하도록 울부짖을 때이다""내가 충분(忠憤)이 격동하는 바 역량을 헤아리지 못하고 상소문을 들고 궐문에서 절규하매 궐외에 엎드려 이미 옮겨진 국권을 떠받치고 빈사지경에 이른 생령을 구하려 하였으나 일이 뜻대로 되지 않고 대세 이미 틀렸으니 오직 한 번 죽음으로써 위로 국가에 보답하고 아래로 인민에 사례하노라. 그러나 여한이 되는 것은 국세(國勢)가 회복되지 못하고 황상의 위엄이 행해지지 못하는 것이라. 우리 전국동포는 내가 죽는 것을 슬퍼하지 말고 각자 분발하여 나라를 도와서 우리 독립의 기초를 길러서 나라가 망한 부끄러움을 설욕한다면 나는 비록 구천 지하에서나마 춤추며 기뻐하리니 각자 힘쓰도록 하오」라고 하여 전국 동포가 국권회복운동에 분발할 것을 호소하였다. 그는 또한 각국공사에게 보낸 유서에서 여러 나라가 공동협의하여 한국 독립의 회복에 협조해 줄 것을 당부하였다. 조병세의 〈자결〉과 유서 3통은 1905년 12월 3일자 『대한매일신보(大韓每日申報)』에 보도되고 전문이 게재되어 전국 국민에게 큰 충격을 주고 국민들이 국권회복운동에 분발하는데 큰 자극과 격려를 주었다. 조병세의 관을 안치한 곳에는 수천 명의 시민들이 날마다 모여들어 그의 애국충절을 기리고 국권회복을 다짐하였다.

정부에서는 고인의 공훈을 기리어 1962년에 건국훈장 대한민국장을 추서하였다.

• 명치백년사총서(김정명) 제1권 5면
• 독립운동사(국가보훈처) 7권 126·127·129면
• 고등경찰요사 3면
• 독립운동사자료집(국가보훈처) 2권 285면
• 독립운동사자료집(국가보훈처) 11권 17·18·19면