تحصیلات را در مدرسه علمیه و دارالفنون طی کرد. او فرزند ابوتراب خان ( مصورالملک ) نقاش زمان قاجار بود که به ادامه تحصیل فرزندش خیلی علاقه داشت.
حسین گل‌گلاب با همکاری کلنل کاظم وزیری و علینقی خان وزیری به کار موسیقی پرداخت و برای تعلیم تار به کلاس او می رفت.
چند تن از معلمین دارالفنون فرانسوی بودند که گل گلاب نزد آنها فرانسه آموخت و چون شاگرد برجسته‌ای بود ضمن تحصیل به کار تدریس هم پرداخت.
حسین گل‌گلاب اولین نویسندهٔ کتاب درسی طبیعی در ایران بود. او از سال ۱۳۰۴ تا سال ۱۳۱۷ دوازده جلد کتاب در رشته جغرافیا و طبیعی تهیه کرد که در مدارس تدریس می شد. حسین گل‌گلاب از سال ۱۳۰۷ مسئول تحقیقات علمی گیاه‌شناسی شد و از زمان تاًسیس دانشگاه تهران تا سال ۱۳۴۵ به تدریس اشتغال داشت و هیچگاه گرد سیاست و تجارت نگشت.
حسین گل‌گلاب در فرهنگستان ایران عضویت داشت و لغات زیادی خصوصاً در رشته علوم طبیعی پیشنهاد کرد که تصویب شد و اکنون در زبان فارسی رواج کامل دارد. وی آثار گرانبهائی از خود به یادگار نهاده است. حسین گل‌گلاب در ۸۶ سالگی به تنظیم فرهنگ‌نامه و بیولوژی و گیاهان ایران اشتغال داشت که عمر وفا نکرد و معلوم نیست که مطالعات او به کجا رسید.
گل‌گلاب اسفند ماه ۱۳۶۳ در ۸۷ سالگی درگذشت.
گل‌گلاب اگرچه در زمینه ادب و به خصوص ابداع لغت‌هایی برای فرهنگستان شهرتی در میان اهل فرهنگ و ادبیات به دست آورد،اما شهرت عمومی‌اش برای سرایش ترانه سرود معروف ای‌ایران بود. سرودی که به شکل غیر رسمی به عنوان سرود ملی ایرانیان شناخته شده است. این سرود حاصل همکاری گل‌گلاب،روح‌الله‌خالقی به عنوان آهنگساز و غلامحسین بنان به عنوان خواننده است که یکی دو سال بعد از اشغال ایران توسط متفقین در سال 1323 سروده شد.