전후 일본을 대표하는 지식인으로, 문학·사상·예술·역사·정치 등 전방위 분야에서 예리하고도 깊이 있는 저술 활동과 발언을 하였다. 1919년 도쿄에서 태어나 도쿄대 의학부를 졸업했다. 일찍부터 유럽문학과 일본의 고전을 읽었다. 1951년 프랑스로 건너가 파리대학 등에서 혈액학 연구에 종사하는 한편 일본 잡지와 신문에 문예평론을 발표하였다. 귀국 후 1956년「일본 문화의 잡종성」을 수록한『잡종문화』를 펴내 큰 반향을 불러일으켰다. 1958년 제2회 아시아 · 아프리카 작가회의 참여를 계기로 본격적으로 평론 활동에 매진하였다.
『양의 노래』『석양망어(夕陽妄語)』『일본문학사 서설』(상·하)『일본인이란 무엇인가』『저항과 문학』『20세기의 자화상』등 55권의 저서가 있으며,《가토 슈이치 저작집》(전24권)으로 집대성되었다. 예일대·뮌헨대·브리티시콜롬비아대 등 미주와 유럽의 대학들과 일본 조치대·리츠메이칸대 등에서 가르쳤다. 1980년『일본문학사 서설』로 오사라기지로상, 1993년 아사히신문상을 받았으며, 2000년에는 프랑스 정부로부터 레지옹도뇌르 훈장을 받았다. 베트남전쟁 반대운동을 비롯한 반전 사회운동에 앞장섰으며, 오에 겐자부로와 츠루미 슌스케 등과 함께 2004년 평화헌법 9조를 지키는 ‘9조모임’을 만들어 전국 각지에서 강연회를 여는 등 2008년 생을 마칠 때까지 평화헌법 수호운동에 헌신했다.