La famille Hale habite Chicago; mais, dès la très jeune enfance de Georges, elle déménage en banlieu de Hyde Park, avant le terrible incident de 1871. Le père réussit bien dans une entreprise d'évaluateurs hydrauliques. C'est dans les usines de son père que le jeune Georges acquiert une habilité technique qui lui servira toute sa vie. Il fait un stage dans une école de métier de Chicago. Sa mère lui communique son amour de la littérature et de la poésie que Hale continuera de considérer comme essentielles au développement de son imagination créatrice scientifique. Mais Hale souffre d'un sérieux handicap: sa faible santé. À trois reprises, il devra abandonner le travail pour de longues périodes.

Inscrit en 1886 au Massachusett Institute of Technology, il y trouve les cours abrutissants; pour y remédier, il travaille au Harvard College Observatory en tant qu'assistant bénévole. Il obtient un doctorat du Massachusett Institute of Technology, en 1890, et épouse Evelina Conklin.

Entre-temps, en 1889, Hale met au point le spectrohéliographe, appareil spectroscopique à balayage permettant d'obtenir une image complète du soleil dans une seule raie spectrale. Il poursuit un ambitieux programme d'observation solaire. Il est le premier à observer des champs magnétiques dans les taches solaires et à découvrir le cycle d'inversion, de 22-23 ans, des polarités magnétiques. Il devient l'un des pionniers de l'astrophysique d'observation. En 1891, il fonde le journal Astronomy and Astrophysics, qui deviendra le prestigieux Astrophysical Journal.

Après un séjour à Berlin, en 1893, où il rencontre entre autres Helmholtz, Planck et Rubens, il revient à Chicago et organise l'observatoire Kenwood. La même année, il organise un congrès international d'astronomie en relation avec la Colombian Exposition.

C'est avec son argent personnel et un capital emprunté que Hale entreprend de construire un observatoire sur le mont Wilson, à l'est de Los Angeles. Toutefois, il sait être très persuasif, tirer les bonnes ficelles et flatter l'orgueil et la vanité des grands. C'est ainsi qu'il suscite l'intérêt d'hommes d'affaires richissimes, comme Andrew Carnegie, et obtient des fonds pour construire l'Observatoire du mont Wilson, en 1904, et l'équiper des télescopes de 1,5 mètres, en1906, et de 2,5 mètres, en 1917.

En 1928, la Rockfeller Foundation accorde des fonds de 6 000 000 de dollards au California Institute of Technology, pour la construction d'un télescope géant de 5 mètres d'ouverture; mais Hale ne vivra pas assez longtemps pour voir la réalisation de ce gigantesque instrument dont il fut l'instigateur.