Глеб Максимилианович Кржижановский родился в семье интеллигента. С тринадцати лет Глеб начал подрабатывать уроками. Лично познакомившись с революционными народниками, а в Самаре их в то время было немало, он воспринял от них враждебное отношение к царскому самодержавию.
В 1889 году с отличием окончил Самарское реальное училище
В 1894 году окончил с отличием Санкт-Петербургский технологический институт.
В 1891 году вступил в марксистский кружок студентов-технологов, известный под названием группы Бруснева. Человеком, приведшим его в кружок, был Л. Б. Красин. Читал лекции по марксизму рабочим из брусневской группы.
В 1893 году познакомился с В. И. Лениным и участвовал в создании «Союза борьбы за освобождение рабочего класса». Он входил в руководящий центр «Союза борьбы», вел занятия в кружках рабочих, именовался «Григорием Ивановичем», распространял нелегальную литературу, писал листовки, помогал Владимиру Ильичу в подготовке издания газеты «Рабочее дело».
После института некоторое время работал в Нижнем Новгороде инженером по кустарным промыслам при Нижегородском земстве и принимал участие в деятельности нижегородской социал-демократической группы.
В январе 1895 года вернулся в Санкт-Петербург, работал в лабораториях технологического института и Александровского завода. В ночь с 8 на 9 декабря был арестован одновременно с Лениным и другими товарищами по «Союзу борьбы» за революционную деятельность. Старался «использовать, своё узничество в качестве своего рода сверхуниверситета».
В 1895—1897 годах в предварительном заключении в Петербурге. Сослан на 3 года в Восточную Сибирь.
В 1897—1899 годах — пересыльные тюрьмы Москвы. Во время заключения в Бутырской тюрьме, написал русский текст известной революционной песни «Варшавянка». По воспоминаниям самого Кржижановского, на это его сподвигли несколько польских рабочих и 3 члена Польской социалистической партии, находившихся в одной камере и прекрасно исполнявших эту песню на польском.
25 марта 1897 года в первой партии административно-политссыльных по железной дороге был отправлен из Москвы, 4 апреля 1897 прибыл в Красноярск, ссылка в село Тесинское Минусинского уезда Красноярской губернии.
Встречался со всеми социал-демократами Минусинского округа, был непременным участником их общих встреч. В ссылке он основательно изучал произведения Маркса и Энгельса, в рукописях читал работы В. И. Ленина. В 1899 году подписал написанный Лениным «Протест российских социал-демократов», направленный против «Кредо» «экономистов».
В 1899 году венчался в с. Тесь с Зинаидой Павловной Невзоровой. В сентябре 1899 переехал с женой в г. Нижнеудинск Иркутской губернии.
С октября 1899 года по февраль 1900 года работал слесарем, помощником машиниста, машинистом на железной дороге. С 1900 года — помощник начальника Таёжного участка службы тяги.
В сентябре 1901 года Кржижановские выехали за границу, в Мюнхене встречался с В. И. Лениным. По договоренности с Лениным по возвращении в Россию должен был поселиться в Самаре и развернуть нелегальную работу по созданию центральной искровской организации.
С 1902 года руководил «искровским центром» в Самаре, где работал в железнодорожном депо, а Зинаида Павловна Кржижановская — работала секретарём Бюро русской организации «Искры».
Входил в Организационный комитет по созыву II съезда РСДРП в 1903 году, на котором заочно был избран членом ЦК партии. Участвовал в подготовке III съезда партии РСДРП.
В 1903 году переехал в Киев, работал на Киевской железной дороге. Выезжал в Швейцарию, встречался в Женеве с В. И. Лениным.
В июне 1904 года вышел из состава ЦК в знак протеста против объединения РСДРП.
В 1905—1906 годах — бежал в Санкт-Петербург, жил в подполье, изготавливал бомбы для боевой организации большевиков. Участник Революции 1905—1907 годов.
В октябре 1905 года — председатель забастовочного комитета Юго-Западных железных дорог.
В начале 1906 года в Петербурге сотрудничал с большевистской газетой «Волна» и журналом «Мысль».
В 1907—1909 годах — монтёр, инженер, заведующий кабельной сетью «Общества электрического освещения 1886 года» в Санкт-Петербурге, хранитель партийной казны.
В 1909 года — пишет первую научно-техническую работу «О природе электрического тока».
С 1910—1912 годов заведовал в Москве кабельной электросетью. В 1910-х годах руководил строительством электростанций в Подмосковье, выдвинул идею строительства ГЭС под Саратовом. Участвовал в проектировании и строительстве первой в России районной электроцентрали — электростанции на торфе «Электропередача» и в 1912—1922 годах был её руководителем.
С 1910-х годах работал и жил в доме № 30 по Садовнической улице в Москве. Здесь располагалась контора «Общества электрического освещения 1886 года». Он занимал весь 2-й этаж, здесь находились его квартира: рабочий кабинет, обширная библиотека.
21 ноября 1915 года — Доклад на совещании по подмосковному углю и торфу «Областные электрические станции на торфе и их значение для центрального промышленного района» и 1-я печатная работа, посвященная теме использования местных топливных ресурсов.
Во время Февральской революции 1917 года член большевистской фракции Моссовета. А после февраля был заведующий отделом топлива Моссовета. Участвовал в подготовке вооружённого большевистского восстания в Москве.
После Октябрьской революции 1917 года работал над восстановлением и развитием энергохозяйства Москвы.
В 1918 году — председатель Комитета государственных сооружений ВСНХ.
С 1919 года председатель Главэлектро ВСНХ, проектировал Волжскую ГЭС. 26 декабря — историческая беседа с В. И. Лениным об электрификации страны.
В начале 1920 года по заданию Ленина написал работу «Основные задачи электрификации России».
В плане ГОЭЛРО были блестяще воплощены принципы взаимосвязанности всех звеньев энергетического хозяйства, оптимизации баланса производства и потребления различных видов энергии в сочетании с возможностями добычи энергетических ресурсов.
Основная научная концепция плана ГОЭЛРО состояла в рассмотрении народного хозяйства как целостной системы, ключевым звеном развития которой является электрификация страны. Точно так же энергетика страны рассматривалась как единая развивающаяся система, объединяющая производство, передачу, распределение и использование электрической и тепловой энергии и энергетических ресурсов. План ГОЭЛРО был планом не только энергетики и электрификации, но и первым в мире планом комплексного развития народного хозяйства.
В вводной части к «Трудам ГОЭЛРО» Г. М. Кржижановский писал: «Составить проект электрификации России — это означает дать красную руководящую нить для всей созидательной хозяйственной деятельности, построить основные леса для реализации единого государственного плана народного хозяйства».
В феврале 1920 года стал председателем Государственной комиссии по электрификации России (ГОЭЛРО), был руководителем работ и автором нескольких разделов плана ГОЭЛРО, выступил с докладом о плане электрификации России на VIII Всероссийском съезде Советов 23 декабря 1920 года.
В 1921—1923 годах, 1925—1930 годах — первый председатель Госплана. В 1930—1932 годах председатель Главэнерго Наркомтяжпрома.
Работая первым председателем Госплана СССР, подтвердил на практике прогрессивность концентрации производства и распределения энергии на базе крупных электростанций и районных энергетических систем. При переходе от НЭПа к плановой экономике Г. М. Кржижановский, хотя и защищая планирование от сторонников сохранения регулирования и де-факто самого капитализма В. А. Базарова, В. Г. Громана, Н. Д. Кондратьева и др., стоял на позициях децентрализованного планирования, отсюда неизбежный конфликт с линией Сталина-Куйбышева-Струмилина именно на централизованное планирование, и в итоге в 1930 году Госплан возглавил Куйбышев.
Выдвинул идею составления пятилетнего плана в двух вариантах: минимальном и максимальном. Приближение реальных экономических показателей к минимальным должно сигнализировать о проблемах народного хозяйства. Максимальный вариант пятилетнего плана учитывает все благоприятствующие факторы.
В 1922 году был делегатом Гаагской конференции.
В 1923—1926 годах был ректором Московского механического института имени М. В. Ломоносова.
С 1925 года по 1931 год член Редакционного совета Большой советской энциклопедии.
В 1927—1930 годах председатель Комитета по сооружению водной магистрали Волга — Дон.
В 1927—1930 годах председатель Комитета по стандартизации при Совете Труда и Обороны.
В 1927—1931 годах член Технического совета Днепростроя.
С 1929 академик АН СССР.
В 1929—1939 годах вице-президент АН СССР.
Занимая этот пост, он много сил и энергии вложил в создание Отделения технических наук, формирование институтов технического профиля, привлечение в их состав молодых талантливых ученых.
В 1932—1936 годах председатель Комитета по высшему техническому образованию при ЦИК СССР и заместитель наркома просвещения РСФСР.
С 1930 года основатель и до конца жизни руководитель Энергетического института АН СССР (ЭНИН).
Развивая идеи плана ГОЭЛРО, ЭНИН сформировался, как институт, призванный решать крупные комплексные проблемы, стоящие перед советской, позже российской, энергетикой. Под руководством Г. М. Кржижановского в ЭНИНе были разработаны научные основы объединения энергетических систем и создания Единой электроэнергетической системы (ЕЭС) СССР. Приложил много усилий для привлечения деятелей науки к разработке важных народно-хозяйственных проблем. Первые советские электростанции сооружались при его непосредственном участии.
В 1931—1932 годах председатель Центрального энергетического управления ВСНХ СССР, под его руководством начато строительство крупнейших электростанций.
В конце 1930-х годов из писем Кржижановского стали известны его нелестные отзывы о Сталине. Он не был арестован, но вся его деятельность была взята под строгий контроль, он был отстранен от всякой руководящей работы, имя его замалчивалось.
Кржижановский сыграл выдающуюся роль в организации социалистического планирования, участвовал в составлении 1-го пятилетнего плана развития народного хозяйства СССР, на 16-й конференции ВКП(б) и на 14-м Всесоюзном съезде Советов СССР выступал с докладами о 1-й пятилетке.
С 1924 года по 1939 год — член ЦК ВКП(б).
С 1927 года по 1937 год — член ВЦИК и ЦИК СССР. С 1932 года по 1936 год — председатель Всесоюзного комитета по высшему техническому образованию при ЦИК СССР. С 1933 года по 1937 год — председатель Всесоюзного совета научно-инженерных и технических обществ (ВСНИТО). С 1937 года по 1945 год — депутат Верховного Совета СССР.
Делегат 14—17-го съездов партии; на 13—17-м съездах избирался членом ЦК ВКП(б). Депутат Верховного Совета СССР 1-го созыва.
В 1941—1943 годах — был в эвакуации вместе с институтом в Казани. В 1957 году под его руководством ЭНИНом был разработан перспективный план научных исследований по проблеме создания ЕЭС СССР.
Дальнейшее развитие ЕЭС СССР во многом реализовало направления этого перспективного плана. Многие из выдвинутых им научных идей не утратили актуальности и до сегодняшнего дня. Он предвидел большие возможности использования солнечной и ветровой энергии. Большое значение он придавал комплексному использованию водных ресурсов, идеи которого была выдвинуты ещё в плане ГОЭЛРО. Он уделял большое внимание вопросам вовлечения в топливный баланс местных и низкосортных топлив, комплексного энерготехнологического использования топлив.
После смерти 31 марта 1959 года был кремирован, прах помещён в урне в Кремлёвской стене на Красной площади в Москве.
В 1968 году было принято решение о создании Мемориального музея-квартиры Г. М. Кржижановского как филиала Музея Революции. Музей расположен в старинном районе Замоскворечья, в особняке периода русского классицизма первой трети XIX века. Семья Г. М. проживала в этой квартире с 1919 года по 1973 год, а первых посетителей музей принял только в 1988 году.
