Kırım Bahçesaray yakınlarındaki Avcıköy'de doğdu. Annesi Kırımlı asilzadeler (mirza) neslinden Fatma Hanım, babası Mustafa Ağa'dır. Babası Kırım'da Gaspıra adlı köyde yetiştiği için İsmail Bey,   Gaspıralı veya Gasprinski lakabıyla anılmıştır.

İlk eğitimini Hacı İsmâil Efendi'den aldı, on yaşlarında Akmescit Gimnazyumu'na girdi, burada iki yıl okuduktan sonra Voronej Askerî Lisesi'ne, ardından da Moskova Askerî İdâdîsi'ne gönderildi. İsmail Bey'in milliyetçilik anlayışının en çok güçlendiği dönem Moskova'daki eğitim yılları olmuştur. O, burada aşırı Rus panslavistlerin Türkler'e ve müslümanlara karşı düşmanca tavırlarını görünce Türk ve müslüman toplumları manevi ve kültürel yönden aydınlatmak ve Ruslar'ın kültürel hakimiyetinden kurtarmak için projeler geliştirmeye başlamıştır. 1868'de memleketine döndü, Bahçesaray'da Zincirli Medrese'de ve Yalta'da Dereköy Mektebi'nde Rusça öğretmenliği yaptı. 1871'de İstanbul üzerinden Paris'e gitti ve orada yaklaşık üç yıl kaldı. Paris yıllarında meşhur Rus yazar İvan Turgenyev'le (ö. 1883) dostluk kurdu ve onun yazım tarzından etkilendi. 1874'te gittiği İstanbul'da yaklaşık bir yıl kaldıktan sonra tekrar Kırım'a döndü, Yalta İslam Mektebi'nde ve iki yıl sonra da yine Zincirli Medrese'de Rusça öğretmenliği yaptı. 1878'de Bahçesaray Belediyesi başkan yardımcılığına seçildi, 1879'da belediye başkanı oldu. Dört yıl sürdürdüğü bu görevi sırasında 8 Mayıs 1881'de süreli yayın neşriyatı ile de uğraştı, sırasıyla Tonguç, Şafak ve Neşriyât-ı İsmailiye'yi yayımladı. Aynı yıllarda Karayim Türk'ü İlya İliç Kazas'ın çıkardığı Tavrida gazetesinde ilk yazılarını yazdı, hemen ardından ilk meşhur çalışması olan Russkoe Musulmasntvo (Rusya Müslümanlığı) isimli Rusça eserini bastırdı (Haziran 1881).

İsmail Gaspıralı, Rusya'daki Türk halklarının eğitimi, bilgilenmesi, şuur sahibi olması için basılı materyallerin etkisini ve önemini erken kavramıştır. Bunun için gazete ve dergilere özel önem vermiştir. Uzun mücadeleler neticesinde Bahçesaray'da kendisine ait bir matbaa kurarak Türk dünyasının en uzun soluklu ve en etkili gazetelerinden olan Tercüman'ı, İstanbul Türkçesi ile 10 Nisan 1883'te yayımlamaya başlamıştır. İlk başlarda dört sayfa olan gazetenin yarısı Türkçe yarısı Rusça yayımlanmıştır (bk. Tercüman).

Gaspıralı, Rus hakimiyetindeki müslümanlar arasında 1850'lerden sonra başlayan usûl-ı cedit hareketinin önde gelen isimlerinden biri olmuştur. O bölge müslümanlarına özgü bir modernleşme tarzı olan bu hareketin önemli faaliyetlerinden biri de eğitim öğretim üzerine olmuştur. Okuma yazmanın daha pratik olması bakımından usûl-ı cedit hareketinin önde gelenleri 1870'lerden itibaren usûl-ı savtiye (ses metodu) adında yeni bir okuma yazma metodu geliştirmişlerdir. Okumada heceleme yerine kelimeleri ses halinde topluca tekrar etmeyi ve yazmayı esas alan bu yeni yöntem hızla benimsenmiş ve bunun önde gelen savunucularından biri de İsmail Gaspıralı olmuştur. Gaspıralı Bahçesaray'da yeni öğretim yöntemiyle eğitim yapan bir okul açmış, burada çok kısa zamanda okuma yazma öğretmeyi başarmış, okulu da "makinalı mektep" olarak şöhret kazanmıştır. Gaspıralı, ilk usûl-i cedit kız mektebini de ablası Pembe Hanım Bolatukova aracılığı ile açtırmıştır. Daha önceleri de Kazan'da, erken dönemlerde, mektep ve medreselerin ıslahı ile ilgili düşünceler olmuş ve meşhur ceditçi âlim Şehâbeddin Mercânî'nin (ö. 1889) genç yaşta vefat eden öğrencisi Hüseyin Feyizhânî (ö. 1866), Islâh-ı Medâris isimli bir rapor hazırlamıştır. Gaspıralı'nın gayretleriyle bütün Rus hakimiyetindeki Türkler arasında binlerce yeni usul okul açılmıştır. Tercüman gazetesi aracılığı ile her yere rahatlıkla ulaşabilen Gaspıralı'nın bu konudaki en büyük yardımcıları Kırım, İdil-Ural, Kafkasya ve Türkistan'daki ceditçi aydınlar ve bunlara her fırsatta maddi destek veren zengin tüccarlar olmuştur.

İsmail Gaspıralı, 1885'ten başlayarak İstanbul, Nijni Novgorod, Kazan, Petersburg, Kafkasya, Köstence, Hindistan, Türkistan ve Kahire (Mısır) gibi pek çok bölgeye ziyarette bulunmuş, buralarda Türk ve İslam dünyasının uyanışı, yeni usul eğitimin başlaması ve genel anlamda bir eğitim reformu için çaba göstermiştir. Müslüman dünyanın temel problemlerinin Türk dünyası ile ortak olduğunun bilincinde olan yazar, Mısır'da dünya müslümanlarının aydınlanması, kültürel ve ekonomik bağımsızlığının sağlanabilmesi için bir İslam kongresi toplamak istemişse de başarılı olamamıştır. Kahire'de bulunduğu süre içerisinde Kazanlı Abdullah Battal'la (Taymas) (ö. 1969) birlikte 1908'de en-Nehda isimli kısa süreli (üç sayı) Arapça haftalık tek sayfalık bir gazete yayımlamıştır. Yine aynı niyetlerle 1912'de Hindistan Bombay'a giderek orada da yeni usul bir mektep açmaya çalışan Gaspıralı buradan sonuç alamamıştır.

1905 Rus devriminden sonra ilan edilen Meşrutiyet'in kısmî özgürlük ortamından faydalanarak 1906 yılında kurulan Rusya Müslümanları İttifakı'nın (İttifâku'l-Müslimîn) kurucuları arasında yer alan Gaspıralı, 1908'de İstanbul'da kurulan Türk Derneği'nin de kurucu üyeleri arasında bulunmuştur. Bu sırada İstanbul'a da gelen Gaspıralı organize etmeyi planladığı büyük müslüman-Türk aydınlar toplantısından netice alamamıştır. Bu süreçte İstanbul'da yeni uyanmakta olan İslamcı-Türkçü hareketin öncülerinden olmuş, Türk Derneği, Sırât-ı Müstakîm, Sebîlürreşâd ve Türk Yurdu gibi dergilerde yazıları yayımlanmıştır. Gaspıralı, yakalandığı amansız bir hastalık sonucu 11 Eylül 1914 tarihinde vefat etmiş ve vasiyeti üzere Bahçesaray'da Zincirli Medrese yakınındaki Mengli Giray Türbesi civarına defnedilmiştir. Ölümünden sonra Tercüman gazetesinin başmuharriri, onun vasiyeti çerçevesinde Hasan Sabri Ayvazov (ö. 1938) olmuştur. Gaspıralı'nın kabri 1944 Kırım Tatarları'nın vatanlarından tamamen sürülmesi sırasında yok edilmişse de 1990 sonrasında tahminî yeri üzerine mezar taşı yeniden konulmuştur.

İsmail Gaspıralı'nın birçok fikrî, edebî, siyasî, kültürel ve mizahî eseri, çok sayıda makalesi, en önemlisi de yeni usul okullar için hazırladığı ders kitapları vardır. Hiç şüphesiz onun en önemli eseri, ölümüne kadar başyazarı olduğu 1883'te çıkarmaya başladığı Tercüman gazetesidir. Bunun dışında 1905'te Âlem-i Nisvân, 1906'da Âlem-i Sıbyân ve mizah dergisi Ha Ha Ha'yı çıkarmıştır. Belli başlı eserleri şunlardır: 1. Russkoe Musulmanstvo (Rusya Müslümanlığı, Akmescit 1881), 2. Salnâme-i Türkî (Bahçesaray 1882), 3. Mir'ât-ı Cedîd (Bahçesaray 1882), 4. Hâce-i Sıbyân (Bahçesaray 1884), 5. Avrupa Medeniyeti'ne Bir Nazar-ı Muvâzene (İstanbul 1302/1885), 6. Frengistan Mektupları (Bahçesaray 1891), 7. Mektep ve Usûl-i Cedîd Nedir? (Bahçesaray 1894), 8. Ruskko-vostoçnoe Soglaşenie (Rus-Doğu Anlaşması, Bahçesaray 1896), 9. Rehber-i Muallimîn (Bahçesaray 1898), 10. Türkistan Ulemâsı (Bahçesaray 1901), 11. Usûl-i Edeb (Bahçesaray 1901), 12. Mebâdî-yi Temeddün-i İslâmiyân-ı Rus (Bahçesaray 1901), 13. Dârü'r-Râhat Müslümanları (Bahçesaray 1906), 14. Müslüman Kongresi: Mü'temer-i İslâmî-yi Âm (Bahçesaray 1909). İsmail Gaspıralı, yazılarında Küçük Molla (Malenkiy Mulla), Molla Abbas Fransevî ve Kart Agay gibi müstear isimler kullanmıştır.

İsmail Gaspıralı, döneminin siyasî gelişmelerini çok iyi okuyan, kendini çok iyi yetiştirmiş bir aydın, siyasetçi, eğitimci olmasının yanında hem realist hem idealist bir eylem adamıydı. Hayatı boyunca Rusya'da yaşayan Türkler'in millî, manevi ve kültürel uyanışı için mücadele etmiş ve mevcut eğitimi ıslah etmeye çalışarak İstanbul Türkçesi merkezli ortak bir Türkçe'nin eğitime hâkim olmasını istemiştir. Türk topluluklarının tarih şuurunu geliştirerek geçmişte kurdukları, başta Altın Orda Devleti olmak üzere, büyük devletlere ve hâkim millet olma dönemlerine sıklıkla atıfta bulunmuştur. Eğitim kurumlarının tamamında sadece dinî ve ahlakî derslerin değil hayatın, çağın şartlarının gerektirdiği; mantık, matematik, coğrafya ve tarih gibi ilimlerin de öğretilmesi gerektiğini savunmuş ve açılmasına öncülük ettiği usûl-i cedit mekteplerinde bunu başarmıştır. Bu açıdan Gaspıralı, Rusya idaresinde yaşayan müslüman Türkler arasında usûl-i cedit mekteplerinin ilk kurucusu ve ilk öğretmeni olmasının yanında Türk dünyası gazeteciliğinin de en önemli ismidir.

Rusya hakimiyetinde yaşayan müslüman Türkler'in ekonomik açıdan daha iyi bir duruma gelebilmeleri için mücadele eden yazar, yardımlaşma ve hayır cemiyetlerinin kurulmasına da gayret göstermiştir. Bilhassa müslüman Türk kadınlarının toplumsal hayatta ve eğitimde görünür olmasına çalışmış, eşi ve kızıyla bu konuda önemli gayretlerde bulunmuştur. Gaspıralı, Rusya hakimiyetindeki Türkler'in ilk kadın dergisi olan Âlem-i Nisvân'ı 1905'te kızı Şefika Gaspıralı idaresinde çıkarmaya başlamıştır. O, "dilde, fikirde ve işte birlik" ilkesi çerçevesinde hem bütün Türk coğrafyalarında anlaşılabilen bir ortak Türkçe oluşturmaya hem de modernleşmede yeni bir hamle ortaya koymaya çaba göstermiştir. Gerçekleştirdiği bütün faaliyetlerde hep ince, ihtiyatlı, tedbirli ve tedrîcî bir siyaset gütmüş ve şeffaf olmaya çalışmıştır. Bir taraftan katı Rus siyasî yönetimi ve bürokratlarıyla mücadele ederken diğer taraftan yine aynı katılıktaki kadimci-gelenekçi mollalarla uğraşmıştır.

İçinde bulunulan sıkıntılı zamanı basit bir Batı-Doğu karşıtlığından ziyade derin bir kültür ve medeniyet farklılaşması şeklinde anlayan Gaspıralı, Ruslar'la müslüman Türkler'in birbirini daha kolay anlayarak birlikte, birbirinin kimliğini, dinini, dilini kabul ederek huzur içinde yaşayacak taraflar olduğunu Rus idarecilerine göstermeye çalışmıştır. Rus ve Batı toplumundan faydalanarak modern bir müslüman-Türk toplumunu ve hatta modern bir İslam toplumunu vücuda getirmeyi hayal etmiştir. Öncüleri arasında yer aldığı usûl-i cedit hareketi sadece okuma yazmada yeni bir metot ve fen bilimlerinin okutulmasından ibaret değil, bütüncül bir eğitim, toplum ve kalkınma reformunu içermektedir. Ona göre eğitim ve dil alanında oluşacak bilinç dile, dine, kültüre ve sosyal hayata yansıyacak ve böylece her yönden Rusya'daki Türkler'in millî ve manevi uyanışı gerçekleşecektir. Gaspıralı açısından dinî ve millî kimlik beraberce, toplumun siyasî birliğini ve kimliğini sağlamlaştıracak ve vatan-vatan toprağı gibi kavramları pekiştirecektir.

İsmail Gaspıralı'nın siyasî faaliyetlerinde temel unsur insan ve aynı din ve kültür etrafında toplanmış toplumdur. Siyaset ve ahlakın birbiriyle ne kadar ilişkili ve iç içe geçmiş bulunduğunun farkında olarak, insanı insan yapan en önemli değerin ahlak olduğunu her defasında dile getirmiştir. İnsan ilişkilerinin temelinin ne mal mülk ne de fayda olduğunu, esas temelin ahlak olduğunu vurgulamıştır. Rusya'da ve Batı'da o dönemde yaygın olan faydacılık, sosyalizm ve kapitalizmi eleştirmiştir. Dolayısıyla mülkiyetin inkârına, sermayenin belirli ellerde toplanmasına, sermayenin tamamıyla reddine ve mutlak eşitliğe karşı çıkmıştır. Bilhassa 1885'te İstanbul'da bastırdığı Avrupa Medeniyetine Bir Nazar-ı Muvâzene adlı risalesinde ciddi bir Batı medeniyeti tenkidi de yapmıştır. İsmail Gaspıralı, Türk modernleşmesinin ve millî ve manevi kimlik bilincinin uyanmasının öncülerindendir.