Алексей Капитонович Гастев родился 26 сентября (8 октября) 1882 года в семье учителя и швеи. Отец умер, когда ему было два года.
По окончании городского училища и технических курсов поступил в Московский учительский институт, но был оттуда исключён в 1902 г. за политическую деятельность — «за устройство демонстрации в память 40-летия со дня смерти Добролюбова».
В 1901 г. вступает в РСДРП и становится профессиональным революционером.
В 1903 г. сослан в Усть-Сысольск Вологодской губернии (ныне г. Сыктывкар), откуда 10 июня 1904 г. успешно бежал за границу (во Францию).
В 1904 работал слесарем и учился в Высшей школе социальных наук в Париже. В 1904-же году был напечатан его первый рассказ из жизни ссыльных.
С 1905 г. Гастев снова в России, во время Первой русской революции — был избран председателем Костромского совета рабочих депутатов и руководитель боевой дружины.
В 1906 г. был избран делегатом на IV съезд РСДРП. В 1908 г. покидает ряды большевиков.
В 1910 г. вновь уехал в Париж, где работал слесарем. В Париже был секретарем Объединенного рабочего клуба и принимал участие в синдикалистском и кооперативном движениях. В 1913 возвращается в Санкт-Петербург, работает на заводе.
В 1914 г. выдан провокатором и вновь сослан в Нарымский край. Из ссылки бежит. С 1914 г. живёт под фамилией Васильев в Новониколаевске. После Февральской революции выходит из подполья и уезжает в Петроград.
В первый раз художественное произведение Гастева опубликовано в 1904 г. — рассказ «За стеной», из жизни политических ссыльных. Писал стихи в 1913-1919 годах, основная форма — стихотворения в прозе. В 1918 участвовал в работе Пролеткульта, где опубликовал первую книгу стихов «Поэзия рабочего удара», выдержавшую до 1926 шесть переизданий.
В 1917—18 гг. секретарь ЦК Всероссийского союза рабочих-металлистов. Работает в управлении заводов Москвы, Харькова, Николаева, активно занимается профсоюзной и культурно-организаторской работой (во Всеукраинском совете искусств).
В декабре 1919 г. служил начальником уголовного розыска Новониколаевска. В 1921 г. становится создателем и руководителем Центрального института труда (ЦИТ). Как директор ЦИТа был бессменным заместителем Председателя Совета по научной организации труда (СОВНОТ) при НК РКИ (Председателем СОВНОТа в эти годы был В. В. Куйбышев), в 1926 г. — Председатель СОВНОТа.
В 1926 г. в связи с пятилетием ЦИТа награждён орденом Трудового Красного Знамени «за исключительную энергию и преданность делу».
Оставив деятельность в области художественной литературы, Гастев с 1920 писал только статьи посвятив себя работе по организации труда. Основным научным трудом Гастева является книга «Трудовые Установки» (издана в 1924 г.), где изложена методика ЦИТа по обучению трудовым приемам. Целый ряд книг написан Гастевым по вопросам профессионального движения, научной организации труда и строительства новой культуры: «Индустриальный мир», «Профсоюзы и организация труда», «Как надо работать», «Время», «Восстание культуры», «Юность, иди!», «Новая культурная установка» и др. Редактировал журнал «Организация Труда» и сборник «КИУ» («Конструктор—Изобретатель—Установщик»).
С 1932 по 1936 гг. Председатель Всесоюзного комитета по стандартизации при Совете Труда и Обороны, а также главный редактор журнала «Вестник стандартизации» (ныне — «Стандарты и качество»).
В 1935 г. Гастев возглавлял советскую делегацию на Международном конгрессе по Стандартизации в Стокгольме.
8 сентября 1938 г. арестован НКВД и 15 апреля 1939 г. расстрелян.