出生于陜西西安，1992年畢業(yè)于中央戲劇學院表演系本科。曾主演多部話劇，因在《死無葬身之地》的出色表演，而榮獲文化部優(yōu)秀表演獎。曾出演話劇《等待戈多》、《思凡》、《陽臺》和《戀愛的犀?！返龋错憦娏?，在電影方面，曾主演《永失我愛》，在參演張藝謀的《活著》中也有出色表演。真正令郭濤紅遍全國的還是2006年的熱門電影《瘋狂的石頭》，之后郭濤便頻繁出現(xiàn)在電視熒屏和大銀幕上。 此外，他還曾與演員張子健合作出演搞笑電影《真假英雄兄弟情》。

2007年，在由張楊執(zhí)導的喜劇片《落葉歸根》中客串了養(yǎng)蜂人一角；同年，主演家庭喜劇《人怕出名》，飾演由小編輯變成名人主持，卻因無法承受而放棄的楚明  ；12月27日，郭濤與黃渤合作主演的喜劇片《大電影2》上映，飾演充滿夢想的攝影師文耀  。
2008年，與葛優(yōu)、范冰冰合作出演了愛情喜劇片《桃花運》；2月14日，郭濤主演的愛情片《婚禮2008》上映，他在片中飾演老實巴交的婚禮主持人老郭  。

2009年2月4日，郭濤主演的根據(jù)賈平凹同名小說改編的喜劇電影《高興》上映，他在片中飾演充滿理想主演又積極樂觀的破爛王劉高興[7]  ；同年，客串出演喜劇片《家有喜事2009》[22]  。
2010年3月18日，郭濤主演的由劉鎮(zhèn)偉執(zhí)導的愛情喜劇片《越光寶盒》上映，他在片中飾演神醫(yī)華佗  ；4月3日，其主演的都市情感劇《大女當嫁》播出，郭濤飾演以婚姻手段為了達到出國目的的“利益男”方泉[  ；10月15日，奇幻動作《魔俠傳之唐吉可德》上映，郭濤在片中飾演手無縛雞之力卻心懷天下的唐吉可德 。
2011年4月7日，郭濤主演的驚悚喜劇片《囧探佳人》上映，飾演手無縛雞之力的文弱書生卡乃吉 ；4月8日，其主演的愛情電影《萬有引力》上映，飾演年輕有為的數(shù)學家王勇  ；同年，與張嘉譯、杜淳合作出演了抗戰(zhàn)劇《雪狼谷》，飾演了雙面人物鐘教授 ；6月23日，郭濤主演的紅色諜戰(zhàn)劇《彈孔》播出，在劇中飾演足智多謀的紅星團團長石破天，這是他首次嘗試此類角色  。
2012年4月23日，郭濤與黃渤合作主演的喜劇冒險片《黃金大劫案》上映，在片中飾演一位蓬頭散發(fā)、功夫高深的“瘋爹”金鏢十三郎，而郭濤個人則憑借該角色獲得第11屆中國長春電影節(jié)最佳男配角.

2013年，郭濤與兒子石頭一同參加湖南衛(wèi)視親子互動真人秀節(jié)目《爸爸去哪兒第一季》而受到關注；3月12日，其與連奕名合作主演的戰(zhàn)爭劇《對與決》播出；7月4日，郭濤與劉德華合作主演的愛情動作片《盲探》上映，在片中飾演警察局總督察司徒法寶 。
2014年1月31日，郭濤主演的同名真人秀電影《爸爸去哪兒》上映  ；2月2日，其主演的家庭情感劇《父母愛情》播出，飾演粗中有細、疼妻愛子的海軍軍官江德福；4月，郭濤擔任丹麥鞋履品牌ECCO中國區(qū)“風尚行者”代言人 。
2015年5月，郭濤參加了央視真人秀節(jié)目《喜樂街第二季》 ；8月27日，郭濤主演的由曹保平執(zhí)導的犯罪懸疑電影《烈日灼心》上映，他在片中飾演顧全大局、有責任感的出租車司機楊自道，而郭濤個人則憑借該片獲得第18屆上海電影節(jié)最佳男主角 ；11月26日，其主演的由孔笙執(zhí)導的現(xiàn)實題材劇《溫州兩家人》播出，郭濤在劇中飾演具有經(jīng)商天賦、頭腦靈活的侯三壽。
2016年2月5日，郭濤主演的都市情感劇《還是夫妻》播出，飾演好男人唐健；同年，郭濤為動作冒險影片《奇幻森林》中文版的熊巴魯配音。