Родился 4 января 1824 года, получил образование в Училище правоведения и 13 июня 1844 г. поступил на службу в 5-й департамент Сената, откуда через 3 года перешёл в Министерство юстиции и занимал места председателя Симбирской палаты гражданского суда, Псковского губернского прокурора, исполняющего дела юрисконсульта министерства (1857) и председателя Минской уголовной палаты.
С 1857 г. был правителем канцелярии Новороссийского генерал-губернатора; 29 сентября 1859 г. произведён в действительные статские советники; в 1860 г. ему пожалованы 2000 десятин в Самарской губернии, а в 1863 г. он назначен членом Совета министра внутренних дел. Был командирован в Тульскую и Калужскую губернии для собирания сведений по делам городского хозяйства и о влиянии крестьянской реформы на сельское хозяйство, а затем наблюдал в Нижегородской, Казанской, Симбирской, Самарской и Саратовской губерниях за передачею запасных магазинов, находящихся в помещичьих имениях, в распоряжение крестьянского общества.
В 1865 г. назначен председателем комиссии для изучения быта киргизов и начал, на которых должно быть устроено управление степями; выработанные комиссией начала послужили основанием для Положения об управлении Туркестанского края и степных областей. 15 июля 1867 г. произведён в тайные советники, а 30 августа 1880 г. в действительные тайные советники.
В 1882 г. ревизовал Туркестан; результатом ревизии было преобразование управления Туркестанским краем.
В 1888 г. был командирован на Кавказ для урегулирования отношений между светскими властями и армянским духовенством по надзору за народным образованием. На Кавказе Гирс заболел болотной лихорадкой, и с тех пор здоровье его пошатнулось.
По возвращении в Петербург он был назначен президентом Евангелическо-лютеранской консистории.
15 января 1891 г. Гирс, будучи совершенно больным, открыл собрание генеральной консистории, а 23 января скончался. Погребен в Петербурге в Новодевичьем монастыре.
Гирс имел высшие ордена св. Станислава 1-й ст. (1866), св. Анны 1-й ст. (1868), св. Владимира 2-й ст. (1871), Белого Орла (1875) и св. Александра Невского (1882, алмазные знаки 1884).
Братья Гирса: Александр (сенатор, видный деятель крестьянской реформы 1861 г.) и Николай (министр иностранных дел).
Был женат на Наталье Ивановне Таптыковой (урождённой Блок), тёте Александра Блока, владелице имения Ивановское.