Gustav Freytags Vater war Arzt und wurde später in Kreuzburg zum Bürgermeister gewählt. Der Sohn besuchte das Ölser Gymnasium und studierte danach bis 1835 Philologie, Kulturgeschichte und antike Kunst in Breslau, wo er sich dem Corps Borussia anschloss, sowie in Berlin. Während seines Studiums lernte er Hoffmann von Fallersleben kennen und begründete seine Freundschaft zum „Dreizehnlindendichter“ Friedrich Wilhelm Weber (1813–1894). Das Thema seiner Doktorarbeit von 1838 lautete „Über die Anfänge der dramatische Poesie bei den Germanen“.[1] Von 1839 bis 1847 war er Privatdozent an der Universität Breslau. In dieser Zeit entstanden seine ersten Theaterstücke.
Danach übersiedelte er nach Leipzig und ein Jahr später nach Dresden und pflegte regen Umgang mit Literaten. Im Jahr 1848 gab er in Leipzig gemeinsam mit Julian Schmidt die Zeitschrift Die Grenzboten heraus, die er zum einflussreichsten Organ des liberalen deutschen Bürgertums formte. Mit der Übernahme der Grenzboten begann seine Karriere als Journalist. In der Wochenzeitschrift verfasste Freytag auch politisch kritische Artikel, so unter anderem über die Niederschlagung des schlesischen Weberaufstandes, was eine steckbriefliche Fahndung durch Preußen zur Folge hatte. Er ersuchte deshalb Herzog Ernst II. von Sachsen-Coburg und Gotha um politisches Asyl und zog 1851 nach Siebleben bei Gotha. 1854 wurde ihm vom Herzog Ernst II. von Sachsen-Coburg und Gotha, mit dem er befreundet war, der Hofratstitel verliehen.
In den Jahren 1867 bis 1870 vertrat er als Abgeordneter die Nationalliberale Partei im Reichstag. Später trat er zurück, da er von der Politik Otto von Bismarcks enttäuscht war. 1870/71 nahm er als Berichterstatter im Hauptquartier des preußischen Kronprinzen am deutsch-französischen Krieg teil. In den Jahren 1871 bis 1873 vertrat er in der Zeitschrift Im neuen Reich seine nationalliberalen Anschauungen, wandte sich gegen Kleinstaaterei und verfocht die Idee eines kleindeutschen Einheitsstaates unter preußischer Führung. Freytag wurde zum Inbegriff des deutschen Liberalen. 1875 starb seine erste Frau, vier Jahre später heiratete er wieder und siedelte nach Wiesbaden über. 1886 wurde er zum geheimen Hofrat ernannt und das Prädikat „Exzellenz“ verliehen. Im selben Jahr erhielt er den Orden Pour le mérite für Wissenschaften und Künste.
Freytag starb 1895 in Wiesbaden. Er fand seine letzte Ruhestätte in Siebleben, heute ein Ortsteil von Gotha, in Thüringen.