Свою первую игру в Бундеслиге и Лиге чемпионов Гонсало Кастро сыграл в 17 лет. Несмотря на столь юный возраст, Гонсало Кастро прочно закрепился в основном составе леверкузенского «Байера» на позиции крайнего защитника.
Гонсало Кастро выступал за молодёжную сборную Германии, в составе которой стал чемпионом Европы в 2009 году. В финальном матче против сборной Англии Гонсало Кастро забил первый гол, а сборная Германии победила со счётом 4:0.
В национальной сборной Германии Гонсало Кастро дебютировал в 2007 году в матче против сборной Дании.