Györffy István néprajztudós és Papp Anna fiaként anyai nagyszülei házában, a kalotaszegi településen látta meg a napvilágot. Középiskoláit Budapesten a VII. kerületi Szent István reálgimnáziumban 1935-ben fejezte be. 1935-39 között folytatott tanulmányokat a budapesti egyetemen, ahol a kor legkiválóbb történészeinek, Domanovszky Sándornak, Mályusz Elemérnek és a magyar őstörténetet kutató Németh Gyula turkológusnak lett a tanítványa. Különösen Mályusz Elemér településtörténeti kollégiuma kötötte le érdeklődését. 1940 júniusában doktorált magyar művelődéstörténet főtárgyból 'Besenyők és magyarok' című disszertációjával, amelyben a besenyők magyarországi letelepedését vizsgálta. A második világháború kitörése egy baltikumi, finnországi és lappföldi tanulmányút végén érte. 1940 szeptemberétől 1941-42 fordulójáig az Egyetemi Könyvtárban gyakornokoskodott. 1942 elejétől a Teleki Pál Tudományos Intézet Történettudományi Intézetének gyakornoka, majd tanára lett. 1942 őszétől 1944 végéig katonai szolgálatot teljesített, a Honvéd Térképészeti Intézetben sajátította el a térképkészítés alapjait.
1945-ben igazgatóként önálló Néptudományi Intézetté fejlesztette az 1938-ban szervezett Táj- és Népkutató Központot, illetőleg Osztályt. A Néptudományi Intézet munkatársait úgy válogatta meg, hogy köztük képviselve legyenek a magyarságot és a szomszéd népeket különféle tudományszakok (földrajz, településtörténet, régészet, embertan, történeti néprajz, tárgyi és szellemi néprajz, nyelvészet) felől vizsgáló kutatók. 1949 őszén a magyar tudományos élet és az egyetemi oktatás átszervezésével a Néptudományi Intézetet megszüntették. Györffyt a Magyar Tudományos Akadémia Történettudományi Intézetébe helyezték. Itt dolgozott tudományos munkatársként, majd főmunkatársként, végül tanácsadóként 1988-ban történt nyugdíjazásáig.
Az 1950-51-es tanévben átmenetileg bevonták az egyetemi oktatásba. 'Magyar őstörténet'-et adott elő a budapesti egyetem történész hallgatóinak, valamint 'Forrásismeret és forrásolvasás' szemináriumot vezetett muzeológia szakosoknak. 1951 végén Debrecenben ajánlottak fel neki katedrát, de amikor kitudódott, hogy éppen a súlyos politikai támadásokkal háborgatott, kiváló Szabó István helyett lehetne tanszékvezető, nem élt a lehetőséggel. 1952-ben a történettudomány kandidátusává nyilvánították, 1969-ben pedig 'A magyar várostörténet kezdetei és Budapest kialakulása' című disszertációjával elnyerte a történettudomány doktora fokozatot.
Kutatási területét a magyar középkor, elsősorban az Árpád-kor jelentette. Vizsgálódásait időben a korai középkorra, térben pedig a Kárpát-medencére s a határos országokra és népekre terjesztette ki. Nevéhez fűződik a magyar őstörténet és a honfoglalás kora forrásainak modern, szakszerű és szintetizáló szempontú kritikája. Új kutatási szempontjai, kutatói fantáziája nagy nemzetközi hírnevet szereztek számára. Alapvető történeti szintézisek - mint az 'István király és műve' (1977) és a 'Magyarország története tíz kötetben' című összefoglaló mű I. kötetében a 893-tól 1116-ig terjedő rész (1984) ? mellett az etnogenezis, a keletkutatás, a történeti földrajz, a forráskritika műfajában tevékenykedett. Szívósan dolgozott legkedvesebb munkáján, az Árpád-kori történeti földrajzon. Hatalmas életművét tanulmányozva feltűnik hallatlan sokoldalúsága, a társtudományok széles köre iránti vonzódása. Szinte valamennyi munkáját kézikönyvként lehet forgatni. Egyike volt a 20. század legnagyobb formátumú magyar történészeinek. A téma iránti szenvedélyes érdeklődés benne egy sor kiváló adottsággal párosult: világos gondolkodással, kiváló emlékezőtehetséggel és eleven képzelőerővel. Kombinatív készsége arra tette képessé, hogy mindig megtalálta a felvetődött rejtvények legésszerűbb megoldását.
A Magyar Tudományos Akadémia 1990. május 21-én levelező, 1991. május 10-én rendes tagjává választotta. Az Elnökség határozata értelmében egy székfoglaló előadást tartott - Múlt - emlékezet ? történetírás címmel 1991. október 16-án. Több elismerésben - Akadémiai Díj (1986), Herder-díj (1988), Széchenyi-díj (1992) ? részesült. 1987-ben a Princeton Institut for Advanced Study tagjává választották.
Fő művei: Krónikáink és a magyar őstörténet. Bp., 1948.; A magyarok elődeiről és a honfoglalásról. Bp., 1958., 2. kiad. 1975., 3. kiad. 2002.; Das Güterverzeichnis des griechischen Klosters zu Szávaszentdemeter (Sremska Mitrovica) aus dem XII. Jahrhundert. Studia Slavica Academiae Scientiarum Hungaricae, 1959.; Tanulmányok a magyar állam eredetéről. A nemzetségtől a vármegyéig, a törzstől az országig. Bp., 1959.; Az Árpád-kori Magyarország történeti földrajza. 1-4. köt. Bp., 1963., 1986., 1987., 1998.; Adatok a románok XIII. századi történetéhez és a román állam kezdeteihez, I-II.. Történelmi Szemle, 1964.; Napkelet felfedezése. Julianus, Plano Carpini és Rubruk útijelentései. Bp. 1965., A XII. századi dalmáciai városprivilégiumok kritikájához. Történelmi Szemle, 1967.; Les débuts de l'évolution urbaine en Hongrie. Cahiers de Civilisation Médiévale, 1969.; A honfoglaló magyarok települési rendjéről. Archaeológiai Értesítő, 1970.; Anonymus Gesta Hungarorumának kora és hitelessége. Irodalomtörténeti Közlemények, 1971.; Der Aufstand von Koppány. Studia Turcica, 1971.; Az Árpád-kori szolgálónépek kérdéséhez. Történelmi Szemle, 1972., István király emlékezete. Bp., 1973.; István király és műve. Bp., 1977., 3. bőv. jav. kiad. 2000.; A magyar állam félnomád előzményei. In: Nomád társadalmak és államalakulatok. Tanulmányok. Szerk. Tőkei Ferenc. Bp., 1983.; Gyulafehérvár kezdetei, neve és káptalanjának registruma. Századok, 1983.; Anonymus. Rejtély avagy történeti forrás? Vál. tanulmányok. Bp., 1988.; La chancellerie royale de Hongrie aux XIII-XIVe sie?cles. Forschungen über Siebenbürgen und seine Nachbarn, 1988.; König Stephan der Heilige. Bp., 1988.; A magyarság keleti elemei. Bp., 1990.; Diplomata Hungariae Antiquissima. Accedunt epistolae ac acta ad historiam Hungariae pertinentia. 1. köt. Bp., 1992.; Krónikáink és a magyar őstörténet. Régi kérdések - új válaszok. Bp., 1993.; Chartae antiquissime Hungáriae. Ab anno 1001 usque ad annum 1196. Többekkel. Bp., 1994.; King Saint Stephen of Hungary. New York, 1994.; Árpád-kori oklevelek, 1001-1196. Főszerk. Bp., 1997.; Pest-Buda kialakulása. Bp. 1997.
Róla szóló irodalom: Engel Pál: In memoriam Györffy György. História, 2001.; Kiss Lajos: Györffy György halálára. Magyar Nyelv, 2001.; Zsoldos Attila: Györffy György. Magyar Tudomány, 2001.