1933. augusztus 25-én született Salgótarjánban, gyermekéveit Pásztón töltötte. Egész munkásságára nagy hatást gyakorolt ez a vidék, illetve az általa Varázsvölgynek nevezett Pásztó. A Színház- és Filmművészeti Főiskola rendezői szakát 1958-ban Keleti Márton osztályában végezte el és a római filmfőiskolán (Centro Sperimentale di Cinematografia) mélyítette el ismereteit. 1961-ig ugyanitt docensként dolgozott. Alapító tagja volt a Balázs Béla Stúdiónak. Alkotói pályája a Budapest Filmstúdió jogutódjánál, a IV. Stúdióban folytatódott, Nemeskürty István irányításával. Dokumentaristaként indult, Pályamunkások című rövid mozgóképe (főiskolai vizsgadarabja) a fizikai munkát tette vizuális és akusztikus hatáselemmé, ritmusalkotó tényezővé. A Sára Sándor rendezte Cigányok operatőreként a hazai valóság egyik alapproblémájáról adott látleletet. Tiszai filmtanulmányai vezettek Sodrásban című első és mindjárt nemzetközi sikerű játékfilmjéhez. Mészöly Miklós kisregényéből készült a Magasiskola, amelyet a pusztuló magyar faluról készült lírai beszámolója, a Holt vidék követett. Bartók Béla és általában a zene kezdettől fogva meghatározó élménye volt. Orfeusz és Eurydiké című filmje Gluck muzsikájának képi megjelenítése, egyszersmind filozofikus átgondolása az emberi élet értelmének.

További emlékezetes alkotása a Zöldár, a Keresztelő, a Peer Gynt, az Örökségünk, a Vámhatár, a Krónika, a Naponta két vonat, a Legato, a Haláltánc, a Cserepek, a Római szonáta, az Isten teremtményei, az Éjszaka, a Gyökerek (Bartók-sorozat), a Rendhagyó párizsi leltár és a Keralai mozaikok.

Mesterkurzusokat tartott Indiában (1985, 1994, 1995, 1996), Cannesbani és egyéb helyeken zsűrifeladatokat teljesített. 1990-ben az állófényképezés művészeként mutatta be a Műcsarnok kiállítása. Költői tehetségét a Portugál gálya (Physalia) című írása bizonyította.

Munkásságát számos kitüntetéssel ismerték el: 1963-ban a Karlovy Vary-i filmfesztivál fődíjával, 1965-ben a filmkritikusok díjával, 1969-ben Balázs Béla-díjjal tüntették ki, 1970-ben a cannes-i fesztivál különdíját kapta a Magasiskoláért. 1981-ben érdemes művész lett, 1991-ben Kossuth-díjat kapott, 1999-ben megkapta a Magyar Filmszemle életműdíját. 2005-ben elnyerte a Magyar Mozgókép Mestere címet. Gaál István szerepelt a 2007-es Prima Primissima Díj magyar színház- és filmművészet kategóriájának jelöltjei között.  2007. szeptember 25-én hunyt el. Gaál Istvánt a Magyar Filmművészek Szövetsége és a Magyar Mozgókép Közalapítvány saját halottjának tekintette. Születésének 75. évfordulójának emlékére 2008. augusztus 25-én Pásztón a Múzeum téren megnyílt a Gaál István emlékszoba, mely budapesti lakásának megfelelően bútoraival, személyes tárgyaival van berendezve.

A salgótarjáni Dornyay Béla Múzeum a képzőművészeti gyűjteményéből válogattuk a Változatok Rómára és Olaszországra c. fotókiállítást, mely Gaál István 1959-ben és 1960-ban készített gyönyörű fotóit mutatja be. Rómát, kedvenc városát nemcsak a történelmi falain, ókeresztény és reneszánsz épületegyüttesein, elegáns lépcsőin keresztül mutatja be, hanem a szűk sikátorokban bandukoló emberek, a száradó ruhák, az árusok, a cipészek által emberközelivé tudja hozni ezt az ezerarcú várost. Szinte egyetlen nap történései is lehetnének e képek.