1864. szeptember 24-én született Bakóczán (Baranya megye) a nagyhírű gróf székhelyi Mailáth György országbírónak és Hillebrandt Stefánia bárónő hetedik gyermekeként.
Starssburgban államjogot, Bécsben a Pázmáneum növendékekét teológiát tanult. 1887. Október 6-án szentelték pappá Esztergomban, ahol Szemináriumi prefektus, rektor lett. 1894-ben Komáromban adminisztrátor, majd plébános.
1897. január 28-án nevezték ki erdélyi segédpüspöknek, jogutódlással és martyropolisi c. püspöknek. Mindenki tudta, hogy az erdélyi részekben nagy feladat vár a római katolikus püspökre. Mind nemzeti harcainkban, mind a hitélet terén neki kell elöljárnia. Komárom közönsége, amikor megtudta, sírva búcsúzott tőle, mert úgy érezték, hogy gondviselő atyját veszítettek el benne, és boldognak mondják a gyulafehérvári egyházmegyét, amely püspökéül, apostolául üdvözölheti. Akkor így nyilatkozott a fiatal püspök: „Nem kerestem soha a kitüntetéseket, odamegyek ahova az Isten akarata hív. Egy a vágyam, hogy ott, a hova rendel, helytálljak s egyházamnak és hazámnak minden erőmmel, legjobb meggyőződésem szerint hasznára munkálkodhassam.” Ezek az új püspök elvei.
Csík vármegye lakói nagy ovációval fogadták Gr. Mailáth Gusztáv Károly segédpüspök kinevezésének hírét. Az erdélyi püspökség főesperesi kerületei mind igyekeztek hódolatukat kifejezésre juttatni az új segédpüspök előtt.
A Csíki Lapok Tárca rovatában Kórodi Zoltán terjedelmes írásban mutatja be Erdély coadjutor püspökét, utalva a Mailáthok székely származására, leginkább, hogy a Mailáthok mindig megmaradtak nemzetünk számára s jeles tehetségeiket örökbecsű alkotásaikkal a nemzet közkincsévé tudták változtatni. A tárca szerzője rámutat, hogy a Mailáth név „reményt is foglal ez magában, mert hihető, hogy az a 33 éves fiatal ember amint állása és szent hivatása parancsolólag szól hozzá, azonnal folytatni fogja őseinek derék munkáját, s azért nagy az én lelkem öröme, mert a gondviselés e munkásság számára az én forrón szeretett szülőföldemet jelölte ki”.
Az erdélyi papság zöme gr. Mailáth püspökkel Lönhárt Ferenc temetésén találkozott először. Az új püspök lelkülete, felkészültsége, mint eddigi működése reményt ébresztett a katolikus hívekben, hogy benne egy kiváló főpásztort kaptunk. A szegénységgel küzdő egyházmegye a századfordulón valóban minden szempontból – lelkileg és anyagilag – „nagyon gazdag” püspököt kapott.
Az új főpásztor megfeszített erővel folytatta az elődje által kialakított vizitációkat. Így alkalma volt megismerni híveit minden oldalról. Az apostoli lelkületű, ambiciózus főpásztor önzetlen nagylelkűségével őrállóként állt az erdélyi egyházmegye élén. Körleveleivel fel akarja rázni fásultságából a papságot és a híveket. Amikor lelki barátját, tanár társát, Prohászka Ottokár püspököt indexre tették, Mailáth püspök a sajtóban és Rómában is védelmére kelt. Amikor az ő személyét támadták, akkor a csíki hívek keltek védelmére a Csíki Lapokban. Csíkszeredába évente rendszeresen ellátogatott, szavai és segítőkészsége megerősítette, lelkesítette a szíveket, azért hogy a nagy pusztítások és veszteségek után is emberhez méltóan tudjanak élni.
Mailáth püspök körlevelei által a katolikus híveket tanítja, megerősíti, bátorítja és tájékoztatja. Egyházmegyéje hiterkölcsi megújulását a szentségek vétele, eucharisztia tisztelete, ájtatosságok, hitre nevelés, nők és cselédek védelme, szentjeink- és nagyjaink tisztelete által erősíti; mindazt ami a közjót szolgálja támogatja, legyen az a tanítók és tanárok egyesülete, gazdakörök, népszámlálás, továbbá a keresztény sajtó, egyházi zene és vallási mozgalmak. 1913-ban egyházmegyei zsinatot tart. Amit Mailáth püspök egyházmegyéjében tesz, az a legkisebb plébániára is kihatással van. Iskolaépítő és látogató püspök jele mindenütt megtalálhatók Erdélyben, így Csíkszeredában is, ahol 1909 és 1911 között támogatásával megépült a város legimpozánsabb épülete: a Róm. Kat. Főgimnázium, amelyet nagy ünnepség keretében 1911. június 5-én ő szentelte fel.
Mailáth püspök szíve vágya volt a keresztény közélet kialakítása. Ezért az ifjúsággal akarta megszerettetni a kereszténység fennkölt ideálját, Jézus Krisztust. Mindazok, akik Krisztus követésére vállalkoztak az életben, azok a kor igényeinek megfelelően próbáltak segíteni az embereknek, családoknak, egyházi és világi közösségeknek. Hogy munkájukat célszerűen végezhessék, egyesületeket szerveztek, ahol önkéntes alapon és mégis hivatalosan dolgoztak. Amikor Mailáth püspök az egyesületeket támogatta, azzal a helyi közösségeket önállóságra, Krisztusból forrásozó életre próbálta nevelni. A történelem igazolta, hogy ezzel az egyházmegyéje 20. századi alapjait rakta le, amely kibírt sok embertelen megpróbáltatást. Olyan szellemi-lelki alapot vetett meg, amely nélkül nemcsak a csíki hitélet, de az erdélyi magyarság 20. századi helytállását sem lehet megérteni.
Mailáth püspök egyénisége, szíve gazdagsága, viszonyulása a Státushoz és a közélethez, a Szentév kínálta lehetőségeknek, a szentek, hősök és nagyjaink tiszteletének előmozdítója volt. Körlevelei által a katolikus híveket tanítja, megerősíti és bátorítja. Az Eucharisztiára és a szentségi életre való vezetéssel felkészítette híveit az embert próbáló idők túlélésére. Személyén keresztül az Isten, szentjeink és nagyjaink, a család – ezen belül a nők és cselédek védelmének – és a hazaszeretetnek magvait ültette el. Hirdette, hogy egy veszélyeztetett népet csak a közösségért élő vezetők képesek feltámasztani, s egy nemzetnek erős életet e földön csak olyan utókor biztosíthat, melyet a hősök kegyeletes emléke lelkesít.
1935. novemberében Budapestre utazott gyógykezelésre, ahonnan segédpüspöke által irányítja egyházmegyéjét. 1938-ban lemond. A Szentszék Soteropolisi c. érseknek nevezte ki. Budapesten hunyt el 1940. március 18-án. Az isteni Gondviselés azt akarta, hogy ez a Mailáth püspök lett nemzetünk és fajunk legtragikusabb idejét megelőzőleg e földön a magvető - így emlékezett a nagy püspökről dr. Boga Alajos 1941-ben.
Születése 150. évfordulóján Csíkszeredában rögtönzött megemlékezést tartottunk az 1990-ben róla elnevezett téren, ahol tíz évvel ezelőtt emléktáblát állított tiszteletére a város.
A Szent Kereszt Főplébánia Millenniumi-templomának alagsorában előadóterem viseli a nagy püspök nevét. Itt van elhelyezve Sárpátki Zoltán szobrász készítette gróf Mailáth Gusztáv Károly dombormű.