Настоящее имя, данное при крещении — Го?мес Суа?рес де Фигеро?а (исп. G?mez Su?rez de Figueroa).
Отец Гомеса, дон Себастьян Гарсиласо де ла Вега, был губернатором и верховным судьёй Куско. Мать — палья донья Исабель: индианка из царского рода Инков (не путать с названием народа), племянница Уайна Капака, одиннадцатого императора инков. Царское происхождение доньи Исабель не помешало отцу Гомеса жениться впоследствии на испанке донье Луисе Мартель.
Гомес взял себе имя отца, хотя и не имел на это законного основания, поскольку в ту эпоху браки между европейцами и индейцами не признавались. Также, будучи незаконнорожденным, он не имел права прибавлять себе имя «Инка». Тем не менее, несмотря на то, что некоторые исследователи обвиняют его самозванцем, большинство признают его настоящим потомком родов Инка и де ла Вега.
Гарсиласо де ла Вега никогда не скрывал, что был метисом, и гордился своим происхождением. На этом основании его иногда называют «первым латиноамериканцем».
Первые двадцать лет своей жизни Гарсиласо де ла Вега провёл в Куско. Все его родственники по материнской линии являлись представителями инкской знати: от них Гарсиласо узнал об истории империи Инков, об обычаях и религии своих предков, а также язык инков — кечуа. Середина XVI века была отмечена чередой восстаний в Латинской Америке. Себастьян Гарсиласо был заподозрен в измене и был лишён титула губернатора Куско. Перед своей смертью в 1559 году он завещал сыну 4 тысячи песо, чтобы тот получил образование в Испании.
В 1560 году Инка Гарсиласо прибыл в Испанию, где поселился в Монтильи, изучал там латынь. Пытаясь оправдать имя своего отца, он отправился в Мадрид, где хотел заручиться патронажем короля, но это ему не удалось. Он пошёл на военную службу. В августе 1570 года Гарсиласо получил звание «капитана Его Величества» за участие в подавлении восстания морисков в Альпухаррасе, однако это не приносит ему ни славы, ни богатства. Разочарованный, Инка Гарсиласо подумывал о том, чтобы вернуться в Америку, однако после подавления восстания Тупак Амару (1572) находиться в Перу потомку Инков стало опасно, и Инка Гарсиласо остался в Испании.
В Монтильи Инка Гарсиласо перевёл с итальянского языка «Письма любви» Леона Эбрео. В 1588 году его дядя Алонсо де Варгас завещал ему богатое наследство, которое позволило Инке Гарсиласо перебраться в Кордову. Там он опубликовал сочинение «Флориды», в которых возвращался к теме Нового Света. «Флориды» явились результатом общения Инки Гарсиласо с Гонсало Сильвестре — ветераном конкистадорского похода в Юго-Восточной Америке. Во «Флоридах» коренное население Америки предстаёт перед читателем в образе благородных язычников, на манер древних греков или римлян.
В 1609 году Инка Гарсиласо опубликовал первую часть «Подлинных комментариев об истории государства Инков», в которых повествовалось об истории исчезнувшего государства, его религии, традициях и природе Перу. Вторая часть «Подлинных комментариев» посвящена завоеванию инков испанцами. При составлении этой части Гарсиласо пользовался многими трудами испанских авторов, в частности Франсиско Лопеса де Гомара.
В последние годы своей жизни Инка Гарсиласо получил сан священника, занимался благотворительностью и усыновил незаконнорождённого ребёнка (Диего де Варгаса). Помимо этого он не терял надежды получить признание королевского двора и занимался изданием своих книг. Инка Гарсиласо де ла Вега скончался в возрасте 77 лет 23 апреля 1616 года — в один день календаря с Сервантесом (автором «Дон Кихота») и Шекспиром. Однако следует учитывать, что Испанская империя в то время жила по Григорианскому календарю, в то время как в Англии тогда был принят юлианский календарь.
Инка Гарсиласо де ла Вега похоронен в соборе Кордовы. В его честь в 1950 году был назван главный стадион города Куско.
Главный труд Инка Гарсиласо де ла Вега является одним из основных источников по истории государства Инков. Несмотря на обилие приводимых легенд, подлинность большинства описаний в «комментариях» признаётся исследователями. Рассказывая о религии древнего Перу, Гарсиласо де ла Вега утверждает, что инки не приносили человеческих жертв, молились «невидимому богу» Пача-Камаку, признавали бессмертие души и воскрешение. Тем самым он хотел увязать языческие верования Инков с христианством.
В равной степени преданный обеим своим родинам, Инка Гарсиласо с гордостью рассказывал о достижениях Инков: об эффективной административной системе, принятой в Тауантинсуйу, о гуманизме императоров инков и стойкости своего народа. В целом, одобряя действия испанских конкистадоров по насаждению христианства, он порицает испанцев за жестокое обращение с коренным населением Перу, выступает против расовой дискриминации коренного населения Америки и беспощадной эксплуатации её природных богатств:
После подавления восстания Тупака Амару II в 1780 г. «Комментарии» были запрещены к печати на территории Перу особым эдиктом Карла III Испанского по причине «опасного содержания». Вплоть до 1918 года «Комментарии» не издавались в Северной и Южной Америке и распространялись подпольно.
Сочинения Инки Гарсиласо де ла Веги, особенно в части административного и экономического устройства Тауантинсуйу, испытывали влияние творчества первых социал-утопистов, в том числе Томмазо Кампанеллы и Томаса Мора.