Родился Гюстав 6 января в Страсбурге, в семье строителя мостов Пьера-Луи-Христофора Доре. С самого раннего детства поражал окружающих мастерством рисунка. В 1847 году Доре вместе с матерью переезжает в Париж, где Гюстава определяют в лицей Шарлемань.
В 15 лет он был принят в штат «Journal pour rire». В 1848 году художник становится участником салона, где выставляет свои работы. Спустя четыре года он порывает свои отношения с журналом.
Доре иллюстрировал поэмы Байрона, сатирический роман Рабле «Гаргантюа и Пантагрюэль», «Озорные рассказы» Бальзака. Делал гравюры для «Божественной комедии» Данте, «Потерянного рая» Мильтона, а также для сказок Шарля Перро и книг о приключениях Мюнхгаузена и Дон Кихота.
Известно, что художник делил свой рабочий день на три части: утро посвящалось графике, полдень — живописи, вечер — снова графике. Доре так и не получил художественного образования, но проводил время в Лувре и Национальной библиотеке, изучая картины и гравюры.
Умер художник в 1883 году, в Париже.