Гимза изучал фармакологию и минералогию в Лейпцигском университете в 1892-1894 годах, химию и бактериологию в Берлинском университете. В период с 1895 по 1898 год он работал фармацевтом в Германской Восточной Африке. Работал ассистентом Бернарда Нохта в Институте морских и тропических болезней (ныне Институт тропической медицины им. Бернарда Нохта) в Гамбурге, где в 1900 году занял пост заведующего кафедрой химии (который занимал до 1933 года). В 1914 году Гимзе было присуждено звание профессора, а с 1919 года он стал читать курс химиотерапии в Гамбургском университете.
В 1904 году опубликовал статью, в которой предложил усовершенствование метода Романовского для окрашивания жгутиконосцев, клеток крови и бактерий путем стабилизации раствора красителя глицерином.
Вклад Гимзы в науку представлен, прежде всего, работами по тропической гигиене и медицине, а также по фармакологии (разработка ряда новых лекарств, изучение свойств производных хинина, соединений мышьяка и висмута). Вместе с Манфредом Эестерлином и Бруно Пютцером Гимза занимался разработкой новых лекарств против малярии - алкалоидов хининового ряда. Он разрабатывал методы дератизации судов.
После прихода Гитлера к власти Гимза в мае 1933 года становится членом НСДАП. 11 ноября 1933 года он был на праздничной церемонии „Mit Adolf Hitler f?r des deutschen Volkes Ehre, Freiheit und Recht!“ и с другими профессорами и преподавателями немецких высших учебных заведений подписал благодарственное письмо к Адольфу Гитлеру. .
В 1939 году в соавторстве с Эрнстом Науком опубликовал книгу-отчёт о путешествии в Эспириту-Санту «Научная экспедиция в Эспириту-Санту: народно-биологические исследования населения немецкого происхождения в Центральной Бразилии по проблеме акклиматизации» (нем. Eine Studienreise nach Espirito Santo: Volksbiologische Untersuchungen einer deutschst?mmigen Bev?lkerung in Mittelbrasilien als Beitrag zum Akklimatisationsproblem).
Густав Гимза был известен как отзывчивый и общительный человек. В честь Гимзы названа улица в Бибервире, где он провёл свои последние годы.
