Родился в Париже в семье выходцев из Италии. С 14 лет интересовался египтологией. В 1867 г. Масперо встретил ведущего египтолога Франции Огюста Мариетта, который предложил ему два относительно сложных иероглифических текста, Масперо перевёл их за две недели. Публикация этих переводов принесла студенту Масперо известность в академических кругах, однако он отправился в Перу сопровождать одного из многочисленных «исследователей», искавших подтверждение связи индейцев с индоевропейцами.
В 1868 Гастон Масперо вернулся во Францию и в следующем году стал преподавателем египетского языка и археологии в Сорбонне, а в 1874 возглавил кафедру египтологии имени Шампольона в Coll?ge de France. В ноябре 1880 он был приглашен на место Мариетта в Египет директором древностей и раскопок. В Каире в 1881 им был основан французский Институт восточной археологии. Под его руководством в течение последующих 6 лет были произведены археологические раскопки во всех пунктах Египта, обогатившие египтологическую науку рядом новых открытий. В частности, им был обнаружен тайник с царскими мумиями в Дейр эль-Бахри.