Gustaf Olof Cederström föddes i Stockholm som son till kaptenen och friherren Carl Gustaf Cederström och Maria Eulalia af Petersens. Släkten tillhörde den adliga och friherrliga Cederström, vilket tidigt gav honom en given plats i samhällets övre skikt.

Sin konstnärliga utbildning inledde han vid Kungliga Akademien för de fria konsterna i Stockholm, men likt många av sin generations konstnärer sökte han sig utomlands för vidare studier. Han tillbringade tid i Paris där han studerade för den kände historiemålaren Léon Bonnat, vilket starkt kom att prägla hans akademiska målarstil och mästerliga hantering av storslagna historiska motiv.

Genombrottet kom under sent 1800-tal, närmare bestämt år 1878, då han ställde ut sitt mest kända verk Karl XII:s likfärd i Paris och senare i Stockholm. Målningen, som skildrar det sorgliga återtåget genom den norska vildmarken efter kungens fall vid Fredriksten, blev omedelbart en nationell klenod och cementerade hans ställning som Sveriges främste historiemålare.

Cederström var djupt förankrad i det sena 1800-talets kulturella och militära kretsar. Han var under många år verksam inom Konstnärsförbundet och verkade som professor vid Kungliga Akademien för de fria konsterna, där han kom att undervisa och påverka flera generationer av yngre svenska konstnärer.

Utöver de storslagna karolinska skildringarna utförde Cederström även samtida genremålningar och porträtt, samt offentliga uppdrag såsom väggmålningar i Stockholm. Hans motivval vittnar om ett brinnande intresse för svensk historia, där det heroiska och det tragiska ofta förenades i en dramatisk komposition som talade direkt till den nationella känslan.

Under sin långa levnad bevittnade han en enorm omvandling av det svenska samhället från ståndssamhälle till modern industriell demokrati. Han förblev dock trogen sitt klassiska måleri fram till sin bortgång år 1933, då han efterlämnade ett omistligt arv i den svenska konsthistorien.