Роден e в Кукуш през 1872 година в семейството на Никола и Султана Делчеви. Завършва прогимназия в родния си град, след което продължава образованието си в Солунската българска мъжка гимназия „Свети Свети Кирил и Методий“. През 1891 г. постъпва във Военното училище в София, но заради участието му в социалистически кръжок е изключен и от 1894 до лятото на 1896 година е учител в Щип, където учителства Дамян Груев, един от основателите на Българските македоно-одрински революционни комитети, преименувани неколкократно и останали в историята като Вътрешна Македоно-одринска революционна организация. Гоце Делчев е привлечен в организацията от Груев и по-късно се превръща в неин фактически ръководител. Основната идея на БМОРК, е че освобождението на Македония и Одринско е възможно чрез общо въоръжено въстание. Като своя първоначална цел организацията си поставя автономията на Македония и Одринско в рамките на Османската империя.
От есента на 1895 е учител в Банско. Организира голяма част от комитетите в Пиринския край за 2-3 месеца. Декември 1895 година Гоце Делчев напуска учителството и се отдава изцяло на революционна дейност. Той е един от първите организатори на пограничните пунктове на организацията в Пиринска Македония — Кочериново, Рила, Кюстендил, Дупница и др. и на нелегалните канали към вътрешността на Македония-през периода 1894-96, докато учителствува в Щип. През лятото на 1896 участва в работата на Солунския конгрес на ВМОРО и заедно с Гьорче Петров изработва програмата и устава на БМОРК, който предвижда изграждането ѝ на демократични основи. След конгреса Гоце Делчев е избран за задграничен представител, подвижен член на ЦК на ВМОРО - "главен инспектор на четите". Той полага големи усилия за изграждане на революционната мрежа, както и за снабдяването на организацията с оръжие.
През 1899 година по инициатива на Гоце Делчев се пристъпва към изграждането на четническия институт на ВМОРО, който изиграва изключително важна роля за по-нататъшното ѝ масовизиране и революционизиране. Като главен ревизор на четите Гоце Делчев предприема няколко обиколки из Македония и Одринска Тракия. През 1902 година заедно с Гьорче Петров участва в изработването новата програма и устава на организацията. Тя вече си поставя за цел привличането и сплотяването „на всички недоволни елементи в Македония и Одринско, без разлика на народност“ и за извоюване на пълна политическа автономия. По това време името на организацията е Тайна македоно-одринска революционна организация. Въпреки постигнатите успехи в организационното ѝ изграждане Г. Делчев все още не е убеден, че тя е готова да пристъпи към въоръжено въстание, поради което се противопоставя на взетото в негово отсъствие решение от Солунския конгрес от 1903, за вдигане на въстание в Македония и Одринско през пролетта на същата година. Заедно с Даме Груев и други революционни дейци успяват да отложат обявяването на въстанието за през лятото на 1903 година, както и за превръщането му от повсеместно в стратегично, т. е. да се обяви главно в планинските и полупланинските райони и в него да вземат повече участие сформираните за тази цел въоръжени чети.
През март 1903 година четата на Гоце Делчев взривява моста на река Ангиста — на железопътната линия Солун — Одрин. В началото на май същата година, на път за среща с водителите на Серски революционен окръг четата му попадна в обкръжение в село Баница, Серско, и след еднодневно сражение с превъзхождащата ги потеря Гоце Делчев пада убит. Гибелта му се възприема от съвременниците и от историците като една от най-тежките загуби за ВМОРО.