A Gratz család ősei német lutheránusok voltak, akik egy családi kézirat szerint a protestánsok üldözése miatt költöztek Salzburg vidékéről Magyarországra a 18. században. A kolozsvári és a budapesti egyetemen jogot tanult, 1896-ban a kolozsvári egyetemen államtudományi doktori oklevelet szerzett. 1900-06-ban a Társadalomtudományi Társulat titkára, 1924-38-ban a Magyarországi Német Népművelődési Egyesület elnöke. Ő töltötte be a Külföldi Hírlaptudósítók Magyarországi Szindikátusának elnöki tisztségét. 1899-1903 között a Huszadik Század alapító szerkesztője; az Ungarisches Wirtschafts-Jahrbuch című gazdasági évkönyv, 1939-ben a Pesti Napló főszerkesztője volt.
1896-tól a Pester Lloyd belső munkatársa, 1902-től a bécsi Die Zeit, 1906-tól a Neue Freie Presse budapesti tudósítója. 1906-tól alkotmánypárti, 1910-18-ban nemzeti munkapárti programmal az új-egyházi választókerület országgyűlési képviselője volt. 1912-től a Magyar Gyáriparosok Országos Szövetségének ügyvezető igazgatója 1917. január és júniusa között a Külügyminisztériumban osztályfőnök és a kereskedelempolitikai osztály vezetője. 1917. júniusa és szeptembere között pénzügyminiszter volt, 1918-ban a breszt-litovszki és bukaresti béketárgyalások gazdasági részének, valamint a Németországgal való gazdasági közeledés előkészítését és a Lengyelországgal való viszony rendezését célzó tárgyalások vezetője. A Tanácsköztársaság idején a bécsi ellenforradalmi szervezkedés egyik vezetője. 1919-21-ben Magyarország bécsi követe, 1921. január-áprilisban a Teleki-kormány külügyminisztere. A második királypuccs idején támogatta IV. Károlyt, ezért rövid időre másokkal együtt fogságba került. 1926-35-ben a bonyhádi kerület pártonkívüli, majd kormánypárti, s azután ismét pártonkívüli, 1936-44 között Budapest polgári szabadságpárti országgyűlési képviselője volt. Szemben állt a hitleri Németország törekvéseivel, ezért 1944. májusában Mauthausenbe hurcolták, 1945 nyarán tért vissza.
Tudományos munkásságát meghatározta az, hogy ő már azt a generációt képviselte, amelyik német kultúrájának feladása nélkül azonosult a politikai magyar nemzettel. Gyermekkorának 'multikulturális' helyszínei ? Gölnicbánya, Igló, Kolozsvár és Beszterce ? képessé tették arra, hogy a különböző nemzetiségek közötti ellentéteket 'felülről' tudja szemlélni. Állást foglalt amellett, hogy a társadalmi felemelkedés a soknemzetiségű Magyarországon a nem magyarok számára is lehetséges, kivéve, ha szembefordulnak a magyar szupremáciával. Éppen ez vezértelte, hogy nem vállalt semmiféle közösséget az 1918-1919-es eseményekkel, mivel elutasította a radikális változásokat. Óriási történelmi hibának tartotta a Monarchia szétbomlasztását, felhívta a figyelmet a nagyhatalmak közép-európai politikai térnyerésére. Az 1930-as évek közepétől szomorúan konstatálta, hogy az akkori politikai struktúra nem kedvez az általa rögzített elképzeléseknek. Fontosnak tartotta a környező államokkal történő jó kapcsolatokat, óva intett a demagóg szólamoktól. Történeti munkáiban ennek a félelmének kereste a bizonyítékait. Igen termékeny életművet hagyott maga után, politikai és gazdasági tárgyú írásainak száma több százra rúg. Különösen izgalmas memoárja, amelyben fontos információkat rögzített családja múltjáról, illetve személyes pályafutásáról. Irathagyatékának jelentős részét a Magyar Tudományos Akadémia Történettudományi Intézete őrzi.
A Magyar Tudományos Akadémia 1941. május 16-án választotta levelező tagjává. Politikai irányeszmék a kiegyezés korszakában című székfoglalóját 1941. december 15-én tartotta meg.
Fő művei: Nemzetközi jog. Pozsony-Bp., 1899., 2. bőv. kiad. Bp., 1906.; Alkotmánypolitika. Pozsony-Bp., 1900.; Tisza Kálmán. Bp., 1902.; A liberalizmus. Bp., 1904., Általános választójog és nemzetipolitika. Bp., 1905.; A bolsevizmus Magyarországon. Többekkel. Szerk. Bp., 1920.; Politikai és gazdasági liberalizmus. Bp., 1922.; Die wirtschaftliche Zusammenbruch Österreich-Ungarns. Szerzőtárs: Richard Schiller. Wien, 1925.; Európai külpolitika. Bp., 1929.; Die äussere Wirtschaftspolitik Österreich-Ungarns. Mitteleuropäische Wirtschaftspäne. Szerzőtárs: Richard Schüller. Wien, 1930.; The economic policy of Austria-Hungary during the war in its external relations. New Häven, 1930.; Adalékok a német-osztrák vámunió kérdéséhez. Bp., 1931.; A dualizmus kora 1867-1918. I-II. Bp., 1934., reprint kiad. 1992.; A forradalmak kora. Bp., 1935., reprint kiad. 1992.; Deutschungarische Probleme. Bp., 1938.; A mai világ képe. I-II. In: Politikai élet. Szerk. Bp., 1939.; Az Osztrák-Magyar Monarchia felosztásának következményei. Kiad., bev., jegyz. Gyarmati György. Történelmi Szemle, 1995.; Magyarország a két háború között. Szerk. és utószó: Paál Vince. Bp., 2001.
Róla szóló irodalom: Komis Gyula: Publicisztika és történelem. Gratz Gusztáv. In: Kornis Gyula: Tudós fejek. Bp., 1942.; Anton Tafferner: Gusztav Gratz 1875-1946. Südostdeutsche Vierteljahresblätter, 1975., Günther Schödl: Magyar politika túl a nacionalizmuson és nemzeti államon. Gratz Gusztáv 1875-1946. Történelmi Szemle, 1986.; Kozáry Andrea: Gratz Gusztáv és az újjászerveződő magyar rendőrség 1945 nyarán. Társadalmi Szemle, 1997.; Gecsényi Lajos - Sipos Péter: Gratz Gusztáv emlékiratai. Történelmi Szemle, 2000.; Tilkovszky Lóránt: Gratz Gusztáv sorsa és nézetei Magyarország német megszállása után Történelmi Szemle, 2000.; Tilkovszky Lóránt: Gratz Gusztáv német nemzetiségpolitikai törekvései s azok kudarca. Századok, 2002.; Vonyó József: Történetírás és memoár határán. Korall, 2003.; Paál Vince: A diplomácia 'konyhájában'. Gratz Gusztáv a breszt-litovszki béketárgyalásokon. Századok, 2006.; Tilkovszky Lóránt: Gratz Gusztáv és a 'Népinémet Bajtársak'. viszonya történetéhez. 1935-1936. évi dokumentumok Gratz Gusztáv irathagyatékából. Századok, 2006.