Tavlan hittades av en kanadensisk kvinna i en liten välgörenhetsbod intill en soptipp i Toronto-trakten. Hon köpte den för motsvarande cirka 35 kronor, vilket visade sig vara en god investering.
En autografexpert har intygat att initialerna på baksidan verkligen är Bowies signatur, enligt auktionsföreståndaren Rob Cowley.
"Vi blev väldigt glada när vi upptäckte att konstverket var ett original", sade föreståndaren i början av den två veckor långa nätauktionen.
Säljaren är "glad och chockad" över att målningen gick för ett så högt pris, säger han.
Ett dussin budgivare tävlade om kollaget, som ingår i den så kallade D Head-serien med porträtt av Ziggy Stardust-stjärnan själv, hans vänner och andra som han målade mellan 1995 och 1997.
Verket, vars försäljningspris värderats till ungefär 80 000 kronor, ropades slutligen hem av en amerikansk samlare.
Den 24 gånger 20 centimeter stora målningen föreställer en blek figur med teal- och rödfärgat hår i tealfärgade kläder mot en djupröd bakgrund.