Родился в семье провинциального чиновника. Учился в гимназии — сперва в Туле, потом — в Чернигове. В 1862 году поступил на юридический факультет Московского университета, но в следующем году оставил его из-за недостатка средств.
Литературную деятельность Глеб Иванович Успенский начал летом 1862 года в педагогическом журнале Л. Н. Толстого «Ясная Поляна» (псевдоним — Г. Брызгин).
В 1864—1865 годах Успенский сотрудничал с изданием «Северное сияние», где он писал тексты к литографиям картин.
В 1868 году Успенский начал постоянное сотрудничество с журналом «Отечественные записки», который в это время перешёл под редакцию Некрасова и Щедрина. Почти исключительно в этом журнале Успенский и помещал свои произведения до закрытия его в 1884 году.
В 1871 году (по другим данным в 1872 ) Успенский поехал за границу, побывал в Германии и во Франции (в Париже). В январе 1875 года он вновь уехал за границу, пробыв там до конца лета 1875 года, в этом время он жил в Париже и Лондоне.
Там Успенский сблизился с представителями «Народной воли». В квартире Успенского корифеи «Народной воли» встречали вместе с хозяином новый 1881 год.
По возвращении из-за границы Успенский поступил на службу в управление Сызрано-Вяземской железной дороги.
Вернувшись в Россию, Успенский решил поближе присмотреться к русскому крестьянству, на которое до этого времени он обращал мало внимания. Для этого он поселился в деревне Сябреницы в Новгородской губернии.
Осенью 1879 года Успенский поселился в Петербурге, в это же время в деревне Чудово Новгородской губернии он построил себе дом. Кроме того, Успенский путешествовал по России (на Кавказ, в Сибирь).
В. И. Ленин отмечал самостоятельность Успенского по отношению к народникам. Ленин многократно использовал образы Успенского; характерна сочувственно приводимая им цитата из работы раннего русского марксиста Гурвича. Со своим превосходным знанием крестьянства и со своим громадным артистическим талантом, проникавшим до самой сути явлений, он не мог не видеть, что индивидуализм сделался основой экономических отношений не только между ростовщиком и должником, но между крестьянами вообще" (цитируется Лениным в кн. «Что такое „друзья народа“?», Соч., т. I, 158)Ленин В. И. ПСС. — Т. 1. — С. 263..
Юность Успенского пришлась на 1860-е годы; в это время сложились его основные стремления.
Революционное движение много внимания уделяло городской бедноте; сюда и обратилось на первых порах внимание писателя. Изображению этих слоев и были посвящены его первые произведения, а в особенности серии очерков «Нравы Растеряевой улицы» [1866] и «Разорение» [1869].
С осени 1889 года у Успенского начинается нервное расстройство, которое переходит в сумасшествие (прогрессивный паралич). Осенью 1892 года Успенский был помещён в Колмовскую больницу для душевнобольных в Новгороде, где и провёл последние годы своей жизни.
В Колмово Успенского посещал народник Н. С. Тютчев, о чём в литературной форме рассказывается в одном из эпизодов повести Ю. Давыдова «Вечера в Колмове».
Дочь Успенского Вера была женой эсера Б. В. Савинкова (с 1899 по 1908 год).
Умер Успенский от паралича сердца в 1902 году. Похоронен в Петербурге на Волковом кладбище.
Почтовая марка СССР, 1952 год
Почтовая марка СССР, 1963 год