Гай Семпроний принадлежал к римскому нобилитету. В 134—133 годах до н. э. он участвовал в Нумантийской войне в Испании. Во время трибуната старшего брата (133 год до н. э.) поддержал его планы реформ и вошёл в состав комиссии, занявшейся аграрным переделом в Италии. Тиберий Гракх вскоре был убит, а деятельность комиссии была к 129 году до н. э. свёрнута из-за противодействия врагов реформ. Гай Семпроний продолжил политическую карьеру в качестве квестора и проквестора на острове Сардиния (126—125 годы до н. э.). В 123 году он стал народным трибуном и выдвинул проект преобразований, чтобы продолжить дело брата. По мнению ряда античных авторов, им руководило ещё и желание отомстить за Тиберия. За два трибунских срока Гай добился продолжения аграрной реформы, создания ряда колоний (включая первую в истории Рима заморскую колонию на месте разрушенного ранее Карфагена), распространения откупной системы на провинцию Азия, перехода судов (полностью или частично) под контроль всаднического сословия. Какое-то время он был самым влиятельным политиком Республики. Но против его реформ объединилась существенная часть римского общества во главе с сенатом, и в результате Гай проиграл очередные трибунские выборы (на 121 год до н. э.). После истечения его полномочий враги Гракха начали добиваться ликвидации заморской колонии. Дело дошло до полноценного сражения на улицах города, в котором сторонники экс-трибуна потерпели поражение. Гай Семпроний был убит собственным рабом, действовавшим по его приказу.