Māte – Mērija Saule-Sleine, latviešu skolotāja, filoloģe un folkloriste. Tēvs – Pēteris Birkerts, latviešu filozofs, daiļrades psihologs, rakstnieks un folklorists. Dēli – amerikāņu esejists un literatūras kritiķis Svens Pēteris Birkerts (Sven Peter Birkert) un amerikāņu finanšu eksperts Ēriks Gunārs Birkerts (Erik Gunnar Birkerts), meita – amerikāņu interjera dizainere Andra Silvija Birkerte-Futere (Andra Sylvia Birkerts-Footer).

1944. gadā G. Birkerts absolvējis Rīgas 1. ģimnāziju un izceļojis uz Vāciju. No 1945. līdz 1949. gadam studējis Štutgartes Tehniskās augstskolas (Technische Hohschule Stuttgart) Arhitektūras fakultātē, to absolvējot ar arhitekta-inženiera diplomu.

1949. gadā no Vācijas izceļojis uz ASV, gadu strādājis Čikāgas arhitektu firmā “Perkins and Will”, bet no 1951. līdz 1956. gadam – pie izcilā somu arhitektūras meistara Ēro Sārinena (Eero Saarinen). Šajā birojā strādājis kopā ar pasaulē pazīstamiem arhitektiem: Sezaru Pelli (Cesar Pelli), Kevinu Roču (Kevin Roche) un Robertu Venturi (Robert Venturi). 1955. gadā saņēmis pirmo godalgu starptautiskā mēbeļu dizaina konkursā Itālijas pilsētā Kantu. Žūrijā bija arī somu arhitektūras leģenda Alvars Ālto (Alvar Aalto).

1956. gadā saņēmis uzaicinājumu no pasaulē slavenā japāņu arhitekta Minoru Jamasaki (Minoru Yamasaki) un līdz 1959. gadam strādājis pie viņa. 1959. gadā ticis ievēlēts par arhitektūras profesoru Mičiganas Universitātē (University of Michigan) un šajā darbā pavadījis 30 gadus.

Pēc četriem darba gadiem M. Jamasaki birojā G. Birkerts uzskatījis, ka ir pietiekami mācījies no lielajiem meistariem, un 1960. gadā Birmingemā, Mičiganas pavalstī, uzsācis patstāvīgu praksi kopā ar kolēģi Frenku Strobu (Frank Straub) – “Birkerts & Straub”, bet 1962. gadā izveidojis savu arhitektu biroju “Gunnar Birkerts & Associates”.

No 1951. līdz 2005. gadam G. Birkertam bija aktīvs, starptautiski atzīts arhitekta prakses periods savā un kolēģu birojos, kura laikā radīti projekti vairāk nekā 300 ēkām un 287 projekti īstenoti kā arhitekta autordarbi – arī darbi ar izcilām arhitektūras kvalitātēm, kas atspoguļoti pasaules vadošajos arhitektūras žurnālos, trīs monogrāfijās par G. Birkerta daiļradi un septiņās tematiskās grāmatās par atsevišķiem objektiem vai projektēšanas metodēm. Nozīmīgākās no tām: Viljams Mārlins (William Marlin) un Jukio Futagava (Yukio Futagawa) “Gunārs Birkerts un partneri” (Gunnar Birkerts and Associates, 1982); Keja Kaizere (Kay Kaiser) “Gunāra Birkerta arhitektūra” (The Architecture of Gunnar Birkerts, 1989); Svens Birkerts un Martins Švarcs (Martin Schwartz) “Gunārs Birkerts” (Gunnar Birkerts, 2009).

Pēc 2005. gada G. Birkerts ir pārraudzījis Latvijas Nacionālās bibliotēkas (LNB) projekta attīstību un būvniecību, kā arī Okupācijas muzeja projektu. Viņa projektēto ēku klāstā visvairāk ir kultūras un izglītības būves: 19 bibliotēkas, skolas un universitātes, muzeji, baznīcas un sporta būves. Dažas bankas, biroju un dzīvojamās ēkas.

Kopš 1999. gada pastāv G. Birkerta arhivārā kolekcija Mičiganas Universitātes Bentlija vēstures bibliotēkā (Bentley Historical Library) Anārborā, kurā apkopota visa informācija par arhitekta profesionālo un akadēmisko darbu, kā arī plašs zīmējumu un attēlu klāsts.

Universitātes Reformātu baznīca (University Reformed Church, 1963–1964) Anārborā, Mičiganas pavalstī; Federālo rezervju banka (Federal Reserve Bank, 1967–1973) Mineapolē, Minesotas pavalstī; Dulūtas publiskā bibliotēka (Duluth Public Library, 1969–1979) Minesotas pavalstī; Korningas Stikla muzejs (Museum of Glass, Corning, 1976–1980) Ņujorkas pavalstī; Mičiganas Universitātes Juridiskās bibliotēkas (Law Library, University of Michigan) piebūve (1974–1981) Anārborā; Aiovas Universitātes (University of Iowa) Juridiskā koledža (College of Law, 1979–1986) Aiovas pavalstī; altāris un mēbeļu komplekts Pāvesta Jāņa Pāvila II vizītei Pontiakas stadionā (Pontiac Superdome, 1987) Mičiganas pavalstī; bibliotēkas piebūve (1987–1993) Kalifornijas Universitātē (University of California) Sandjego, Kalifornijas pavalstī; Juridiskās skolas (Law School) piebūve (1988–1993) Ohaio Universitātē (Ohio State University) Ohaio pavalstī; Kempera Mūsdienu mākslas un dizaina muzejs (Kemper Museum of Contemporary Art and Design, 1991–1994) Kanzassitijā, Misūri pavalstī; Martina Lutera Kinga bibliotēka (Dr. Martin Luther King Jr. Library, 1998–2004) Sanhosē, Kalifornijas pavalstī.                 

1988. gadā saņēmis uzaicinājumu projektēt LNB. 1989. gadā Rīgā, Pēterbaznīcā, tika sarīkota plaša G. Birkerta darbu izstāde. 1999. gadā LNB projekts ieguva UNESCO patronāžu, bet bibliotēka uzcelta 2014. gadā un ir G. Birkerta radošā darba vainagojums. Arhitekta darbi rādīti Venēcijas arhitektūras biennālēs (Biennale Architettura) 2002. un 2016. gadā. G. Birkertam bijušas 26 arhitektūras darbu izstādes ASV, Latvijā, Itālijā, Brazīlijā, Kanādā un Igaunijā. Arhitekts par savu darbu ir saņēmis vairākus desmitus nozīmīgu profesionālu apbalvojumu un goda titulus. Amerikas Arhitektu institūta (American Institute of Architects) sastādītajā 150 visu laiku labāko ASV uzcelto ēku sarakstā ierindotas arī divas G. Birkerta projektētas celtnes – Mičiganas Universitātes Juridiskās bibliotēkas piebūve un Korningas Stikla muzejs.

Lai gan G. Birkerts dzīvojis ASV (Birmingemas un Bostonas priekšpilsētās) un tur atrodas lielākā daļa viņa projektēto ēku, arhitekts strādājis arī citur pasaulē. Vienā komandā ar Ričardu Rodžersu (Richards Rogers), Aldo Rosi (Aldo Rossi) un citām pasaules arhitektūras zvaigznēm G. Birkerts strādājis pie vairāku projektu attīstības Itālijā. Viņš ir autors ASV vēstniecības ēkai Venecuēlā. G. Birkerts tiek uzskatīts par vienu no ievērojamākajiem pēckara ASV modernistiem. G. Birkerta biogrāfijas pētnieki un arhitektūras kritiķi uzsver, ka viņš nav tipisks amerikāņu arhitekts. Telpas un gaismas attiecību izpratne, kā arī formu valoda ir radniecīga Skandināvijas arhitektūrai. Eiropeiskās un latviskās domāšanas klātbūtni arhitekta projektos sekmējušas arhitektūras studijas Štutgartē, Birkertu ģimenes pamatīgās latviskās kultūras tradīcijas un G. Birkerta mīlestība pret Ziemeļvalstu arhitektūru. G. Birkertu var dēvēt par ekspresīvo modernistu, kurš savos darbos veiksmīgi savieno racionālos un emocionālos aspektus, metaforas un simbolus. Pateicoties G. Birkerta LNB projektam, Latvijas arhitektūra ir kļuvusi vairāk pazīstama pasaulē – no Venēcijas arhitektūras biennālēm līdz publikācijām pasaules arhitektūras presē un prestižiem profesionāliem apbalvojumiem.

G. Birkerts ir Amerikas Arhitektu institūta loceklis, Greiema fonda (Graham Foundation) loceklis, Latvijas Zinātņu akadēmijas ārzemju loceklis, Latvijas Arhitektu savienības Goda biedrs. 1975. gadā saņēmis Amerikas Arhitektu institūta zelta medaļu (Gold Medal by American Institute of Architects), 1976. gadā bijis rezidējošais arhitekts Amerikas akadēmijā Romā (Architect in Residence at American Academy in Rome), 1980. gadā saņēmis Mičiganas Arhitektu biedrības zelta medaļu (Gold Medal by Michigan Society of Architects), 1981. gadā saņēmis Amerikas Mākslas un literatūras akadēmijas Arnolda V. Brunnera memoriālo balvu arhitektūrā (Arnold W. Brunner Memorial Prize un Architecture, The American Academy of Arts and Letters). No 1982. gada – Goda profesors Ilinoisas universitātē (University of Illinois); no 1990. gada – Goda profesors Oklahomas universitātē (University of Oklahoma); no 1990. gada – Mičiganas universitātes emeritētais profesors un Rīgas Tehniskās universitātes Goda doktors. 1995. gadā piešķirts Triju Zvaigžņu ordenis. 2000. gadā apbalvots ar Latvijas Zinātņu akadēmijas Lielo medaļu un Amerikas Arhitektūras balvu 2000 (American Architectural Award 2000, Chicago Athenaeum) par LNB projektu.

2017. gadā saņemta Amerikas Arhitektu institūta un Amerikas Bibliotēku asociācijas (American Library Association) gada balva LNB kā vienai no astoņām pasaules arhitektoniski izcilākajām bibliotēkām.