Уроженец Австралии, Гордон Чайлд в 1914 поступил в Куинз-колледж Оксфордского университета для изучения классических языков в качестве стипендиата. В числе его преподавателей были знаменитые археологи Артур Эванс и Джон Линтон Майерс. В Оксфорде Чайлд с особым интересом изучал первобытную и древнюю историю, а также гегельянскую и марксистскую философию. В университете его соседом по комнате и близким другом был будущий деятель коммунистической партии Раджани Палм Датт.
Вернувшись в Австралию, с 1919 по 1921 был личным секретарем лейбориста Джона Стори, члена законодательного совета и премьер-министра штата Новый Южный Уэльс. Кроме того, он вступил в синдикалистский профсоюз «Индустриальные рабочие мира». После внезапной смерти премьер-министра Чайлд, разочарованный разрывом между реформистским руководством лейбористов и «Индустриальными рабочими мира», оставил политику и отправился в Европу. Свои воспоминания об опыте работы в администрации Нового Южного Уэльса Чайлд отобразил в книге «Как управляют лейбористы» (How Labour Governs, 1923). В дальнейшем историк сохранял левые убеждения и стал одним из самых известных марксистских интеллектуалов в Западной Европе. В 1925 Чайлд окончательно перебрался в Великобританию, став библиотекарем Королевского антропологического института в Лондоне.
В 1927—1946 гг. занимал кафедру доисторической археологии в Эдинбургском университете. В 1946—1957 годах возглавлял Институт археологии при Лондонском университете. Проводил важные раскопки на Оркнейских островах (поселение Скара-Брей, 1928—1930), в Шотландии и Северной Ирландии, принимал участие в археологических экспедициях на Балканы, в Грецию, Венгрию, Ирак, Индию и США.
Чайлд, будучи убеждённым социалистом, четырежды посещал Советский Союз. В результате последней поездки в Москву и Ленинград (1956) он обратился к ведущим советским археологам с письмом, в котором критически оценивал состояние археологических исследований в их стране.
В 1956 Чайлд покинул Лондон и вернулся в Австралию, однако из-за левых убеждений учёного ему не позволили преподавать в Сиднейском университете. Он вышел на пенсию и спустя год погиб: посещая Большой Водораздельный хребет, он упал с 70-метровой скалы. Полагают, что это было самоубийство: археолог был озабочен ухудшением состояния здоровья и боялся угасания интеллектуальных возможностей. Впрочем, свидетельство о смерти констатирует несчастный случай. Щедрый при жизни, Чайлд умер, не оставив никаких сбережений, и завещал своё скудное имущество Институту археологии Лондонского университета.
Чайлд владел большим количеством европейских языков и, по утверждениям студентов, во время лекций мог забыться и перейти на немецкий, португальский или другой язык, непонятный его слушателям.