Gültekin Oransay; öğrenimi için Almanya`da bulunan babası mühendis Bekir Sıtkı Oransay ve öğretmen annesi Keriman (Karina) Oransay ile birlikte 1932 yılında ailesi Türkiye`ye döndü. Ortaöğretimini ve lise eğitimini Ankara Koleji`nde tamamladı. Ankara Dil Tarih Coğrafya Fakültesi`ndeki eğitiminin ardından müzik tutkusu ağır basdı ve 1950 yılında Ankara Devlet Konservatuarı`nın Kompozisyon Bölümü`nün Yüksek Dönemi`nde eğitimine başladı. 1954 yılında mezuniyetinin ardından Münih Üniversitesi Felsefe Fakültesi`ndeki “Müzikbilim Doktorası”nı 1962 yılında tamamladı.
Türkiye`ye dönüşünün ardından Ankara Devlet Konservatuarı Müdürlüğü ve Öğretmenliği, Ankara İl Radyosu Transkripsiyon Müdürlüğü, Milli Eğitim Bakanlığı Güzel Sanatlar Genel Müdürlüğü Şube Müdürlüğü görevlerini üstlendi. Bu dönemde Derleme Gezileri bünyesinde Kars ve Gaziantep gibi bölgelerde araştırmalar yaptı. 1971 yılında Doçent olan Oransay; Ankara Üniversitesi İlahiyat Fakültesi Türk Din Musikisi Kürsü Başkanlığı görevini üstlendi.
1976 yılında ise İzmir`e giderek Ege Üniversitesi Güzel Sanatlar Fakültesi Küğbilim Bölümü`nü kurdu. 1978 yılında Profesör oldu. Aynı okulda Dekan Yardımcılığı görevini de üstlenen Oransay; kalp krizi sonucu vefat etti.
Kitap okuma tutkusu ile tanınan Gültekin Oransay; geniş ve zengin bilgi dağarcığıyla bilinir. Türk geleneksel müzikleri üzerine etnomüzikolojik araştırmaların yanısıra çoksesli müzik üzerine de yayınlar sahip olan Oransay; Almanca, İngilizce, Arapça, Farsça ve Osmanlıca bilmekteydi. Bu sayede çeviriler de yapmıştı.
Oransay`ın kitapları vefatından sonra ailesince Bilkent Üniversitesi ve Dokuz Eylül Üniversitesi Güzel Sanatlar Fakültesi Müzik Bilimleri Bölümü`ne hibe edildi.