Gavin MacLeod wuchs unter seinem bürgerlichen Namen Allan George See in einfachen Verhältnissen auf. Nach seinem Grundwehrdienst bei der "Air Force" arbeitete der Amerikaner als Aufzugführer in der "Radio City Music Hall" und hoffte darauf, als Schauspieler entdeckt zu werden. Zu dieser Zeit legte sich Gavin MacLeod seinen Künstlernamen zu. Der Vorname ist eine Anlehnung an eine Figur aus einem TV-Film, mit dem Nachnamen ehrt er seine damalige Schauspiellehrerin am College.
Gavin MacLeods Steckbrief als Schauspieler begann 1958 mit seiner ersten kleinen Rolle in "The True Story of Lynn Stuart". Kurze Zeit später wurde er mit seinem Auftritt im Drama "I Want to Live!" einem größeren Publikum bekannt. 1959 folgte dann der große Durchbruch: In dem Film "Unternehmen Petticoat" trat er an der Seite von Cary Grant und Tony Curtis vor die Kamera.
In den 1960ern machte Gavin MacLeod vor allem durch seine Rollen als fieser Bösewicht von sich Reden. In der legendären TV-Serie "Hawaii Five-O" etwa stand der Schauspieler als Drogenkurier Big Chicken vor der Kamera. In den folgenden Jahren war Gavin MacLeod dann aber überwiegend als netter Kerl von nebenan in diversen Filmen und Fernsehserien zu sehen. Für seine Rolle als Murray Slaughter, einem sarkastischen Nachrichtenredakteur in der "Mary Tyler Moore Show", wurde der Schauspieler erstmals für den "Golden Globe" nominiert.
Seit 1977 übernahm Gavin MacLeod dann die Rolle des Kapitäns Merrill Stubing in der Kultserie "Love Boat", für die er zehn Jahre lang im TV-Studio und auf hoher See drehte. Nach dem Ende der Serie hatte der Schauspieler kleinere Gastrollen in erfolgreichen TV-Serien wie "King of Queens" oder "Die wilden Siebziger".