Первоначально работал столяром-краснодеревщиком. В 1921 стал одним из основателей Коммунистической партии Чехословакии, в 1921—1926 — редактор партийной газеты и партийный функционер в Словакии, с 1925 — член ЦК партии, в 1926—1929 возглавлял Центральный политический и пропагандистский комитет ЦК КПЧ, в 1929—1948 депутат парламента, в 1929—1945 генеральный секретарь КПЧ, в 1935—1943 секретарь Коминтерна, в 1939—1945 один из лидеров чешского коммунистического сопротивления (в Москве), в 1945—1953 председатель КПЧ, в 1945—1946 вице-премьер, 1946—1948 премьер-министр правительства Чехословакии (правительства Национального фронта), 1948—1953 Президент Чехословакии.
В феврале 1948 произошли события, в результате которых к власти пришли коммунисты, а парламент принял через три месяца новую конституцию (так называемую «Конституцию 9 мая»). Президент Бенеш отказался её подписать и ушёл в отставку 7 июня 1948 (он умер через три месяца). 14 июня того же года Национальная ассамблея избрала Готвальда Президентом Чехословакии.
Последовательный сталинист, он провёл национализацию предприятий страны и коллективизацию сельского хозяйства. Поскольку среди членов правительства изначально многие противодействовали советскому вмешательству в политику Чехословакии, Готвальд провёл серию чисток — сначала он устранил из власти некоммунистов, позднее — ряд высших членов партии, среди которых — генеральный секретарь ЦК КПЧ Рудольф Сланский, министр иностранных дел Владимир Клементис и лидер Словакии Густав Гусак (последний пережил репрессии и даже позднее сам возглавил КПЧ).
С похорон Сталина Готвальд вернулся в плохом самочувствии, жалуясь сначала на простуду, и через несколько дней умер от разрыва аорты. Его преемником в должности президента страны стал Антонин Запотоцкий, в 1948—1953 занимавший должность премьер-министра.
Тело Готвальда было забальзамировано и выставлено на всеобщее обозрение в мавзолее у Национального памятника на пражском холме Витков. Однако бальзамирование было проведено плохо, и к началу 1960-х годов тело стало разлагаться. В то же время началась и критика культа личности Готвальда, в 1962 году мавзолей был закрыт, а тело Готвальда кремировано.