Густав Фрайтаг родился в семье врача, позднее избранного бургомистром Кройцбурга. Учился в гимназии в Ользере (ныне Олесница), затем изучал филологию и историю искусств в университете Бреслау (до 1835 года) и далее — в берлинском университете Фридриха-Вильгельма. Тема его докторской работы была: О началах драматической поэзии у германцев. С 1839 по 1947 гг. Г.Фрайтаг — приват-доцент в университете Бреслау. К этому времени относятся его первые пьесы. Затем он переезжает в Лейпциг, оттуда — в Дрезден. В Лейпциге в 1848 году Фрайтаг, совместно с Юлианом Шмидтом, издаёт журнал Die Grenzboten, ставший влиятельным органом либеральной прессы. С работы в Die Grenzboten Фрайтаг начинает свою карьеру журналиста. В этом журнале он печатает острые социально-политические статьи, в том числе о подавлении Силезского восстания ткачей, вызвавшие в Пруссии постановление об аресте писателя. В связи в этим Г.Фрайтаг обращается к Эрнсту II, герцогу Саксен-Кобург-Гота, с просьбой о предоставлении политического убежища, после чего переезжает в городок Зиблебен возле Готы. В 1854 году герцог Эрнст II, бывший другом писателя, жалует ему титул придворного советника.
С 1867 по 1870 год Г.Фрейтаг был депутатом от Национал-либеральной партии в рейхстаге Северогерманского союза. В 1870 он уходит из политики, так как был несогласен с линией, проводимой О. фон Бисмарком. В 1870—1871 Фрайтаг — военный корреспондент при ставке прусского командования во время Франко-прусской войны. В 1871—1873 он издаёт журнал Im neuen Reich (В новой империи), в котором проводит национал-либеральные идеи о создании союза мелких геманских государств под руководством Пруссии. В 1886 Г.Фрайтаг становится тайным советником с титулом «экселленц» (Exzellenz). В том же году он награждается прусским орденом Pour le M?rite.
Первая пьеса была написана Г.Фрайтагом в 1844 году (Свадебная поездка или Кунц фон дер Розен (Die Brautfahrt oder Kunz von der Rosen) — комедия из жизни императора Максимилиана, получившая приз Берлинского придворного театра. В 1847 появившиеся пьесы Валентина и Граф Вальдемар были не столь удачны. Новый успех пришёл к писателю с вышедшей в 1854 году комедией Журналисты. В 1859—1867 он пишет свой труд на культурно-историческую тематику в 4-х томах Картины из немецкого прошлого (Bilder aus der deutschen Vergangenheit). Эта его работа выдержала множество изданий (лишь к 1909 году их было 32) и относится к наиболее популярным среди читателей изложениям немецкой истории XIX века.
В 1855 году Г.Фрайтаг заканчивает свой роман Иметь и быть должным (Soll und Haben), вызвавший со временем (особенно в послевоенной Германии) резкую критику (в значительной степени несостоятельную) и обвинения писателя в антисемитизме. В 1977 году немецкий режиссёр Райнер Вернер Фассбиндер ставит по этому роману одноимённый художественный фильм. Теоретическая работа Фрайтага Техника драмы (Technik des Dramas), вышедшая в 1863 году, стала одним из лучших учебников по драматургии своего времени.
В 1872—1880 появляется его цикл романов Предки (Die Ahnen). В 1886 писатель издаёт свои Воспоминания. С 1886 по 1888 год выходит в свет полное собрание сочинений Г.Фрайтага в 22-х томах.
Похоронен писатель в местечке Зиблебен, ныне это часть города Гота.