Gediminas Girdvainis gimė 1944 m. sausio 19 d. Kretingoje. Baigęs Konservatoriją, metus vaidino Šiaulių, vėliau – Valstybiniame jaunimo teatre. Nuo 1994 m. buvo Valstybinio Vilniaus mažojo teatro aktorius.
Gedimino Girdvainio kūrybinėje biografijoje – arti 120 vaidmenų teatre, kine ir televizijoje. Iš pastarojo meto darbų būtų galima išskirti Šprichą M. Lermontovo „Maskarade“ (rež. R. Tuminas), Luką Lukičių N. Gogolio „Revizoriuje“ (rež. R. Tuminas), Čebutykiną A. Čechovo „Trijose seseryse“ (rež. R. Tuminas), Pasiuntinį Sofoklio „Oidipe karaliuje“ (rež. O. Koršunovas), Heneką T. Słobodzianeko „Mūsų klasėje“ (rež. Y. Ross), taip pat vaidmenį spektaklyje pagal Martino Crimpo „Laimės respublikoje“ (rež. M. Jančiauskas).
Vienas ryškiausių jo vaidmenų – Avneris Rozentalis garsiajame Rimo Tumino spektaklyje „Nusišypsok, mums Viešpatie“ (1994) pagal Grigorijų Kanovičių. Kaip rašė teatrologė Ramunė Balevičiūtė, „Orusis keistuolis Girdvainio padegėlis Avneris Rozentalis labiau už viską trokšta nusimesti elgetos likimą, nors puikiai supranta, kad tik mirtis jį išvaduos nuo nedalios. Jis sutiktų pavirsti bet kuo – ir ožka, ir medžiu, kad tik nereikėtų eiti per žmones su ištiesta ranka.“
Didelę dalį Girdvainio profesinio gyvenimo užėmė kinas. Įsimintinus vaidmenis jis sukūrė tokiuose filmuose kaip „Herkus Mantas“ (rež. Marijonas Giedrys), „Jausmai“ (rež. Algirdas Dausa ir Almantas Grikevičius), „Ave, Vita!“ (rež. Almantas Grikevičius), „Velnio nuotaka“ (rež. Arūnas Žebriūnas) ir daugelyje kitų. O G. Girdvainio Jogailos vaidmuo LTV seriale „Giminės“ neabejotinai pakėlė šio žanro meninio lygio kartelę.
Gediminas Girdvainis dar sovietmečiu buvo tapęs aktorinio meistriškumo ir atsakingo požiūrio į profesiją simboliu, pelnęs kritikų pripažinimą ir daugybės žiūrovų meilę. Be to, šis aktorius formavo nešabloniškos charakterinės vaidybos tradiciją, kurią savo naujais darbais teatre ir kine vis atnaujindavo. Paskutiniaisiais metais Girdvainis buvo ypač kūrybiškai aktyvus: 2018 m. jis suvaidino senąjį Vingį režisierės Gabrielės Tuminaitės spektaklyje pagal Žemaitės „Marčią“, o 2019 m. pagrindinį vaidmenį sukūrė Kirilo Glušajevo spektaklyje pagal Arthuro Millerio pjesę „Aš nieko neatsimenu“.
2004 m. buvo apdovanotas Vytauto Didžiojo ordino Karininko kryžiumi.
Gedi Valstybinio Vilniaus mažojo teatro bendruomenė.