Родился 6 декабря 1903 года в Санкт-Петербурге в семье лесничего. До четырёх лет жил в Санкт-Петербурге, в доме на Кабинетской улице (ныне — улица Правды). Позднее отец по долгу службы, а с ним и семья жили в Сибири, в Тверской губернии, в Полтаве, в Харькове. В Полтаве Газданов учился в кадетском корпусе, после (с 1912 и до начала Гражданской войны) — в Харьковской гимназии. Бывал у своих родственников в Кисловодске.
В 1919 году, в неполные 16 лет, Газданов присоединился к Добровольческому движению П. Н. Врангеля, как говорил позднее, чтобы «узнать, что такое война». Прослужил год в звании рядового солдата на бронепоезде. Вместе с отступающей Белой армией он оказался в Крыму. Пароходом уплыл в Турцию. В Константинополе написал свой первый рассказ («Гостиница грядущего», 1922). В болгарском городе Шумене окончил русскую гимназию (в Харькове Газданов доучился до седьмого класса).
В 1923 году переехал в Париж, где прожил большую часть своей жизни. Был портовым грузчиком, мойщиком паровозов, слесарем на автозаводе «Ситроен», преподавал французский и русский языки. Порой, когда он не мог найти работы, вынужден был жить как клошар, ночуя на улице. Четыре года учился на историко-филологическом факультете Сорбонны, изучал историю литературы, социологию, экономику. Долгие годы (1928—1952), уже будучи известным писателем, был вынужден работать ночным таксистом. В романе «Ночные дороги» (1941) нашло отражение знакомство Газданова с парижским дном. Лишь после войны книга «Возвращение Будды», имевшая большой успех, принесла ему финансовую независимость.
Его первый роман «Вечер у Клэр» вышел в 1929 году и был высоко оценен Буниным и М. Горьким, а также критиками русского зарубежья.
В 1932 году через писателя и критика Михаила Осоргина Газданов вступает в масонскую ложу «Северная звезда». В ней Газданов занимал ряд должностей, а в 1961 году стал её Досточтимым мастером.
Вехи в масонском пути Газданова:
Критика признала его и Владимира Набокова самыми талантливыми писателями молодого поколения. В Париже он стал членом Союза молодых писателей и поэтов, переименованного в Объединение писателей и поэтов в 1931 году. Уже в 1934 году вошёл в число руководителей Издательской коллегии. Завоевав высокую литературную репутацию, Г. Газданов регулярно печатался в «Современных записках», считавшихся самым авторитетным периодическим изданием эмиграции, участвовал в литературном объединении «Кочевье». В «Кочевье» он читал свою прозу, а также выступал с докладами о В. Розанове, А. Ремизове, И. Бунине, В. Маяковском.
Газданов хотел вернуться на родину, для чего в 1935 году обратился с просьбой о помощи к М. Горькому, но тот не успел выполнить данного обещания, умерев в 1936 году. В этом же году Газданов женился на Фаине Дмитриевне Ламзаки, родившейся в семье одесских греков.
В годы войны Газданов оставался в оккупированном Париже. В своей квартире, с помощью жены, укрывал евреев, помогал им. Так, он помог М. Слониму перебраться на неоккупированную часть Франции. С 1942 года принимал участие в движении Сопротивления, вступил в партизанскую бригаду, созданную советскими пленными. Работал в подпольном журнале: издавал информационные бюллетени. Его жена работала как связная между парижской группой «Русский патриот» и беглыми советскими военнопленными. С 1953 года и до конца жизни Газданов работал журналистом и редактором на радио «Свобода», где, под псевдонимом Георгий Черкасов, вёл передачи, посвящённые русской литературе.
Несмотря на известность и всеобщее признание, работу таксиста Газданов смог оставить лишь после того, как вышел в печать его роман «Призрак Александра Вольфа». Роман сразу по выходе был переведён на основные европейские языки.
В 1970 году писателю поставили страшный диагноз — рак лёгких. Газданов стойко переносил болезнь, даже близкие люди не знали, как тяжело ему было. Посторонние же и вовсе не подозревали, что он смертельно болен. Гайто Газданов умер накануне 68-летия 5 декабря 1971 года в Мюнхене, похоронен на кладбище Сент-Женевьев де Буа под Парижем.
Газданов — писатель-эмигрант, долгое время не был известен у себя на Родине. Для российского читателя газдановское наследие было открыто в конце 1990-х годов. В Москве в 1998 году было создано «Общество друзей Гайто Газданова», в задачи которого входит изучение творчества писателя и популяризация его произведений в России и за рубежом. Председатель Общества — Юрий Нечипоренко.
В 2001 году при содействии знаменитого дирижёра Валерия Гергиева, на кладбище Сент-Женевьев-де-Буа, был открыт памятник на могиле Гайто Газданова.
В его произведениях сочетается порой жестокое, порой лирическое изображение жизни и романтико-утопическое начало. В раннем творчестве заметно движение от изображения всего сущего (экзистенционального бытия человека) к должному, к утопии, идеалу. Проза Газданова рефлексивна. Повествование в наиболее характерных, «газдановских» вещах ведётся от первого лица, а всё описываемое: люди, места, события — подаётся через призму восприятия рассказчика, сознание которого становится осью, соединяющей разнообразные, иногда, казалось бы, никак не связанные звенья повествования. В центре внимания оказываются не события сами по себе, а рождаемый ими отклик — черта, роднящая Газданова с Прустом, с которым, кстати, его часто сравнивали. Эта особенность газдановских текстов часто вызывала недоумение современной автору эмигрантской критики, которая, отмечая необыкновенное чувство слова и ритма, признавая магию рассказчика, тем не менее сетовала на то, что произведения эти, в сущности, «ни о чём» (Г. Адамович, Н. Оцуп). Причиной такого амбивалентного отношения со стороны критики был отказ Газданова от традиционного построения фабулы. Произведения его часто строятся на сквозной теме: путешествие, с целью обретения любимой, а через неё и самого себя — в «Вечере у Клэр», судьба и смерть — в «Призраке Александра Вольфа» и т. д. Здесь нет фабульной стройности, но есть, по выражению М. Слонима, «единство настроенности». Центральная тема объединяет, удерживает в своём поле, внешне не связанные, элементы сюжета, переход между которыми часто осуществляется по принципу ассоциации. Так в рассказе «Железный лорд» огромное количество роз на Парижском рынке и их запах дают толчок памяти рассказчика — он видел такое же количество роз один раз, в «большом городе южной России», и это воспоминание воскрешает давно прошедшие события, составляющие основу рассказа. Критики, к примеру Л. Диенеш, видели в Газданове писателя-экзистенциалиста, близкого по духу к А. Камю
Отличительной особенностью писателя является его тяготение к экзистенциализму, в особенности это наблюдается в поздних произведениях Газданова. Персонажей этих романов и рассказов можно охарактеризовать как странников, совершающих реальные и метафорические путешествия к смерти, путешествия, грозящие духовными переворотами. Душа человека, как правило, недоступна окружающим и ему самому не всегда ясна. Требуется определённая ситуация, может быть, даже опасная, чтобы скрытое стало явным. Персонажи оказываются в экстремальном положении, совершают преступления, потому что не ведают понятия «грех». Однако при этом христианские идеалы им близки и понятны: любовь к ближнему, сострадание, неприятие бездуховности. В какой-то мере можно утверждать, что герои живут в искажённо-религиозном пространстве, что, возможно, стало следствием увлечённости писателя масонством. Прозе Газданова присуща чувственная выразительность, ощущение дыхания жизни, ценности каждого мгновения.
Газданов — автор девяти романов, 37 рассказов, книги очерков «На французской земле», а также десятков литературно-критических эссе и рецензий. Архив Газданова, хранящийся в Хотонской библиотеке Гарвардского университета, составляет около 200 единиц хранения, большая часть — варианты рукописей, которые были опубликованы.