Gneisenau était chef d'état-major de Blücher dans l'armée prussienne de 1815.
Il naquit en Saxe et est entré en service prussienne en 1786 avec une formation d'infanterie légère, mais débuta seulement le combat d'une décennie plus tard. Auparavant, il avait été au service des Anglais au Canada, entre 1782 et 1783.
Gneisenau se distingua dans les guerres de 1806 contre les Français, défendant avec succès la forteresse prussienne de Kolberg. A partir de 1807, il s'engagea dans la modernisation de l'armée prussienne avec le directeur ministère de la Guerre, Scharnhorst. Ils étaient chargés de l'abolition des privilèges de naissance et de l'introduction de recrutement fondé sur le mérite et, ensemble, ils pilotèrent le Krümpersystem, qui impliquait la formation des soldats rapidement pour les envoyer dans les réserves.
Scharnhorst fut tué à Lützen en mai 1813, de sorte que Gneisenau fut nommé chef d'état-major de l'armée de Blücher.
Gneisenau est généralement considéré comme ayant été plus prudent que Blücher, mais tous les témoignages ne concordent pas : l'historien allemand du XXe siècle au début Pflugk-Harttung s'en amusa : « in einem Punkte waren beide sich ähnlich: auch Gneisenau wagte lieber, als er wägte » (« Les deux hommes étaient semblables à un égard – Gneisenau, aussi, n'était pas le dernier à bondir en avant »). En outre, il était très réticent vis-à-vis des Britanniques : l'historien anglais John Fortescue écrit ainsi dans son Histoire de l'armée britannique que « si [Gneisenau] détestait les Français, il ne l'aimait pas les Anglais ».
Après la campagne de Waterloo, Gneisenau est devenu gouverneur de Berlin et commanda les troupes prussiennes en Pologne en 1831. Il est mort du choléra cette année.
Gneisenau, d'après un portrait de Gebauer au Hohenzollernmuseum, Berlin, c. 1830, dans l'ouvrage de J. v. Pflugk-Harttung, 1813-1815 : Illustrierte Geschichte der Befreiungskriege, Stuttgart, Union Deutsche Verlagsgesellschaft, 1913