Gonçalo Byrne licenciou-se em Arquitectura pela Escola de Belas Artes de Lisboa e é Doutor Honoris Causa pela Faculdade de Arquitectura da Universidade Técnica de Lisboa e pela Universidade de Alghero, em Itália. Em 1975, estabeleceu a sua própria prática e, em 1991, fundou o atelier Gonçalo Byrne Arquitectos.

Desde 1970, é membro da Ordem dos Arquitectos (n.º 520) e, desde 2008, membro da Associação Italiana de Arquitectos da Província de Vicenza (n.º 2077). Pertenceu à direcção da Secção Portuguesa da U.I.A., tendo sido delegado em assembleias mundiais e congressos desta organização. Foi diretor do Jornal Arquitectos, entre 1985 e 1987.

Gonçalo Byrne tem lecionado em várias universidades internacionais, das quais Lausanne, Harvard, Veneza, Mendrisio, Leuven, Pamplona, Milão, Kansas State University, entre outras. Integra, frequentemente, diversos júris de concursos e prémios, como por exemplo, o Mies van der Rohe Award (ano de 2017); o Prémio Vasco Vilalva, atribuído pela Fundação Calouste Gulbenkian; o Swiss Architectural Award – BSI Architectural Foundation (do qual é membro permanente do conselho consultivo), o Premio Juana de Vega (La Coruña), entre outros.