Gabriel Gustafson studerte arkeologi ved Uppsala universitet fra 1871, blant annet under Oscar Montelius. Der ble han amanuensis ved universitetets oldsakssamling 1881–89.
Sin filosofie licentiatexamen tok han i 1889, og meldte samme året overgang til Bergens Museum der han tok over etter Anders Lorange i stillingen som konservator ved de antikvarisk-kulturhistoriske samlinger. I sin Bergens-epoke jobbet han nært med zoologen Jørgen Brunchorst, som hadde tiltrådt samme året. Gustafsons viktigste utgraving var en boplass fra jernalderen på Holeheia i Klepp på Jæren 1889–99. Han ledet også lokalavdelingen av Fortidsminneforeningen fra 1893. Han var også involvert i lovforslaget av 1897 om fredning av fornminner (loven kom i 1905).
Den 29. september1900 overtok Gustafson etter avdøde Oluf Rygh som professor i nordisk arkeologi og bestyrer av Oldsaksamlingen i Oslo. Hans første store oppdrag var å flytte Historisk museum til Tullinløkka. Det stod ferdig i oktober 1904. Gustafson hadde da allerede gravet en tid i Oseberghaugen (siden 13. juni1904), etter at bonden Oskar Rom hadde vist ham en trebit fra skipet på Gustafsons kontor den 8. august1903, den dagen Gustafson fylte 50 år. I samarbeid med Haakon Shetelig arbeidet Gustafson med rekonstruksjon og publikasjon av funnet de påfølgende år. For å hindre at utlendinger kjøpte vikingskipet, sikret Gustafson i 1905 et lovforbud mot salg av fornminner til utlandet, men måtte som vederlag stå for etableringen av et registreringssystem for fornminner. Hans kamp for denne loven var inspirert av lovgivningen i hans hjemland, der loven hadde kommet i 1867.[3]
Han utga Norges oldtid i 1906.[4]
Han startet også utgravningene på gravfeltet ved Store Dal i Skjeberg, Østfold i 1910. For alt dette fikk han St. Olavs Orden i 1911, fire år før sin død.
Før han flyttet til Oslo, giftet han seg med Susannah Grieg (1871–1900), som døde i desember samme året. Tre år efter giftet han seg med Laura Fredrikke Friele (1872–1952), dattera til Herman Friele (1838–1921) ved Bergens Museum.
Utgivelser
1898: Norges forhistoriske tid . Hovedmomenter til forelæsninger[5]