Родился 5 июня 1760 году в Турку, в Финляндии, входившей в то время в состав Шведского Королевства. Начал изучать математику в Королевской Академии Турку, однако счёл её слишком сложной и переключился на изучение химии. В 1779 году Гадолин продолжил обучение в Университете Уппсалы.
С 1790 по 1822 — профессор Королевской Академии Або. Член-корреспондент Петербургской АН (1811).
В 1794, исследуя найденный близ Иттербю (Швеция) минерал, названный сначала иттербитом, а впоследствии — гадолинитом, обнаружил в нём неизвестную ранее «землю», получившую название иттриевой и оказавшуюся смесью окисей редкоземельных металлов, один из которых был назван гадолинием.