Gliese studerte fra 1933 astronomi, matematikk og fysikk ved universitetene i Breslau og Berlin. Han arbeidet ved Astronomisches Rechen-Institut i Berlin og senere Heidelberg. Gliese er kjent for en stjernekatalog, , som utkom i 1969. Flere av stjernene er kjent under hans katalognumre, f.eks Gliese 581 og Gliese 710. En planet oppdaget av sveitsiske astronomer i 2007 kalles Gliese 581 c. Asteroiden (1823) Gliese er oppkalt etter ham.