Грегори Бейтсон родился 9 мая 1904 года в деревеньке Грантчестере неподалеку от Кембриджа, Англия в семье известного генетика Уильяма Бейтсона. В 1917 году Грегори Бейтсон обучается в Ча́ртерхаус-Скул (одна из девяти старейших престижных мужских привилегированных средних школ) и затем переводится в Сент-Джонс Колледж Кембриджского университета, где изучает естествознание. Он получает диплом в 1925, в возрасте 21 года.
Спустя некоторое время Бейтсон решает начать изучать антропологию и возвращается в Кэмбридж. Здесь он читает лекции по лингвистике под руководством Альфреда Реджиналда Редклиффа-Брауна. В 1930 году получает степень магистра.
После получения степени Бейтсон отправляется в Новую Гвинею на два года. Здесь он знакомится со своей будущей женой, Маргарет Мид. Также здесь он пишет книгу под названием «Naven» о племени ятмулов, обитающем в Новой Гвинее. Книга была опубликована в 1936 году.
Завершив исследования в Новой Гвинее, он предпринимает путешествие по США, читая лекции по различным тематикам в множестве разных вузов Америки. Бейтсон начинает изучать кибернетику с Норбертом Винером и Джоном фон Нейманном. Новое поле удовлетворило интерес Бейтсона в вопросах коммуникации между индивидами.
В 1941 году Бейтсон работает в качестве аналитика немецких пропагандистских фильмов в Музее современного искусства в Нью-Йорке. Затем он работает в Управлении стратегических служб, читает лекции в Колумбийском университете и затем служит в Китае, Бирме, Цейлоне и Индии в качестве преподавателя. После войны в течение долгого времени читает лекции в Гарвардском университете в качестве приглашённого специалиста.
В 1956 году Грегори Бейтсон получает гражданство Соединённых Штатов Америки.
Спустя некоторое время, Бейтсон на год уезжает в Сан-Франциско для изучения процессов коммуникации. В период с 1963 по 1964, по приглашению Джона Лилли, работает директором Института исследования коммуникаций в Сент-Томасе на Виргинских островах.
Джон Лилли, известный нейробиолог и друг Грегори Бейтсона.С 1964 по 1972 он работает директором Океанического института (Гавайи), куда его пригласил Тейлор Прайор. В течение этого периода он исследовал процесс коммуникации между дельфинами — тему, вызывающую до сих пор много вопросов. Ему не удалось продвинуться в своих исследованиях настолько далеко, насколько он хотел.
Бейтсона нельзя считать узким специалистом, он был специалистом во множестве дисциплин. Он исследовал вопросы кибернетики и зоологии, этнологии и культурной антропологии, психологии и психиатрии. Грегори Бейтсон умер 4 июля 1980 года в Сан-Франциско в возрасте 76 лет.