Глеб Васильевич Романов родился 24 июля 1920 года в селе Белозёрское Курганской области, в многодетной крестьянской семье.
Поступил во ВГИК, но начавшаяся Великая Отечественная война не позволила ему продолжить обучение. Глеба призвали в армию, он прошёл всю войну и закончил её в Югославии. Завершить обучение на актёрском факультете в мастерской Сергея Герасимова удалось лишь в 1948 году.

Дебютировал как киноактер в фильме С.Герасимова «Молодая гвардия» (Иван Туркенич, 1948). С 1948 по 1964 годы Глеб Романов был актёром театра-студии киноактёра и киностудии "Мосфильм".
В середине 50-х годов артист был очень популярен благодаря своим выступлениям на эстраде. Участвовал во Всемирном фестивале молодёжи и студентов в Москве (1957), пел на 17 языках.
Особой популярности Глеб Романов достиг исполненив главную роль в фильме «Матрос с «Кометы», где он пел ставшие знаменитыми песни Фельцмана и Матусовского ("Чёрное море моё", "Идёт влюблённый человек") и песни народов Мира.
Умер Глеб Васильевич 15 января 1967 года.