Den 31-åriga vänsterarmören släpptes av Sussex i september efter att ha varit på Hove sedan 2006.
Den ex-Leicestershire paceman har tagit 34 förstklassiga wickets i genomsnitt 51,05, 79 en dag skalper vid 29,22 och 82 T20 wickets vid 23,90.
"Det är bra att ha Chris ombord", säger Gloucestershire huvudtränare Richard Dawson.
Middlesbrough-födde Liddle spelade också för Dhaka Gladiators i Bangladesh Premier League 2013.
"Han har en hel del erfarenhet av en dag och T20 cricket, har presterat starkt för Sussex och han kommer att lägga utmärkt konkurrens till vår bowling enhet," tillade Dawson.
"Det är en stor möjlighet för honom att komma hit och tävla i alla format av spelet som han har en hel del potential i Championship cricket. Vi ser alla fram emot att han ska förena sig med grabbarna."
Gloucestershire har skrivit på ett tvåårigt kontrakt.