Флобер родился 12 декабря 1821 года в Руане, Франция. Его отец был главным хирургом в Руанской больнице. В 1830-х годах Флобер ходил в школу в Королевском колледже Руана и писал для школьной газеты. Флобер проводил много времени в путешествиях и любил читать Шекспира. Именно в одном из своих путешествий в Трувиле он встретил замужнюю женщину по имени Элиза Шлезингер, которая была намного старше его. Свою молчаливую, безответную страсть он пронес через всю жизнь и отобразил её в романе «Воспитание чувств».
В 1842 году Флобер написал свой первый роман «Ноябрь». Затем он продолжил изучать право в Париже, чтобы выполнить пожелания своих родителей. Тем не менее, после первого приступа эпилепсии в 1844 году, Гюстав бросил обучение и посвятил жизнь литературе. После смерти отца Флобер вернулся в Руан и жил там до конца своей жизни. Он проводил большую часть времени дома из-за продолжающегося лечения эпилепсии, но в 1851 году снова отправился с другом в Египет и на Дальний Восток.
Известность Флоберу принес роман «Госпожа Бовари». После выхода романа Флобера обвинили в непристойности и нанесении вреда общественной и религиозной морали в романе. Однако суд Флобера оправдал, и роман стал самым влиятельным французским романом девятнадцатого века. Популярность Флобера возросла с другим романом Саламбо. В 1877 году он написал сборник коротких художественных рассказов Trois contes (Три повести).
Гюстав Флобер умер 8 мая 1880 года и похоронен на Руанском кладбище в Нормандии, Франция. В том же году была опубликована незаконченная книга Флобера «Бувар и Пекюше», которая была последней работой Флобера.