Родилась в старинной русской семье. Отец — Д. Д. Карамышев — участник Русско-японской войны, кавалер ордена Св. Георгия.
После окончания геологического факультета МГУ в 1936 Галина Дмитриевна поступила в институт НИГРИ-золото — ЦНИГРИ, в котором проработала в нём более 30 лет. В годы Великой отечественной войны находилась в эвакуации в Макараке.
Большой вклад Г. Д. Карамышева внесла в изучение геоморфологии и россыпной золотоносности Урала, Кузнецкого Алатау, Салаирского кряжа, Бурятии, Северного Кавказа, юга Западной Сибири и Ленского района. Для этих территорий ею составлены мелко- и крупномасштабные геоморфологические карты с данными по золотоносности россыпей, которые способствовали повышению уровня геологоразведочных работ. Участница первой и второй Ленских экспедиций, Г. Д. Карамышева проводила детальные исследования геоморфологии и стратиграфии четвертичных отложений Кропоткинского золотоносного района в бассейне реки Вачи, которые позволили обосновать выявление уникальных россыпей золота. Прогнозные рекомендации Г. Д. Карамышевой, в том числе по месторождению Сухой Лог, не утратили своей актуальности до настоящего времени и успешно реализуются золотодобытчиками.
В 2008 году отметила столетний юбилей.