Η Γαλάτεια γεννήθηκε στο Ηράκλειο της Κρήτης στις 8 Μαρτίου 1881 και το πατρικό της επίθετο ήταν Αλεξίου.
Ήταν η πρωτότοκη κόρη του τυπογράφου, εκδότη και λόγιου Στυλιανού Αλεξίου. Σπούδασε στη «Γαλλική Σχολή Ηρακλείου», το καθολικό σχολείο των Καλογραιών του Αγίου Ιωσήφ, όπου μεταξύ άλλων έμαθε άπταιστα τη γαλλική γλώσσα. Αδέλφια της ήταν η συγγραφέας Έλλη Αλεξίου, ο ποιητής και φιλόλογος Λευτέρης Αλεξίου και ο Ραδάμανθυς Αλεξίου (παππούς του μουσικού Παύλου Σιδηρόπουλου).
Ήταν η πρώτη σύζυγος του Νίκου Καζαντζάκη, με τον οποίο γνωρίστηκε το 1901 και παντρεύτηκε τον Οκτώβριο του 1911 στο εκκλησάκι του Αγίου Κωνσταντίνου, στο Ηράκλειο της Κρήτης, παρά τη θέληση του πατέρα του Καζαντζάκη, Μιχάλη. Στη συνέχεια εγκαταστάθηκαν μόνιμα στην Αθήνα. Χώρισαν το 1926, αλλά, για να συναινέσει στην έκδοση του διαζυγίου, η Γαλάτεια έθεσε ως όρο να κρατήσει το επώνυμο του Καζαντζάκη, με το οποίο και συνέχισε τη συγγραφική της πορεία. Από το 1926 θα συμβιώσει με τον διανοούμενο της Αριστεράς, ποιητή και κριτικό, Μάρκο Αυγέρη, τον οποίο παντρεύτηκε το 1933.
Ιδεολογικά, ανήκε στον χώρο της Αριστεράς, με ριζοσπαστικές και φεμινιστικές απόψεις. Πολιτικά, υπήρξε στρατευμένη στα κομμουνιστικά ιδανικά της με ενεργή συμμετοχή στην Εργατική Βοήθεια του ΚΚΕ αλλά και στο περιοδικό «Πρωτοπόροι» και συνέδεσε τη λογοτεχνία της με διάφορες πτυχές του ελληνικού βίου της εποχής. Κατά τη δικτατορία του Ιωάννη Μεταξά διώχτηκε από το μεταξικό καθεστώς, που την συνέλαβε το 1938 και της απαγόρευσε να «δημοσιεύει ενυπόγραφα».
Πίσω στο 1910. Tο δοκίμιο του Νίκου Καζαντζάκη με τίτλο «Για τους νέους μας» χαιρετίζει τον Ίωνα Δραγούμη, έναν ακόμη δημοτικιστή, ως τον προφήτη που θα οδηγήσει την Eλλλάδα σε νέες δόξες, καθώς επιμένει ότι η χώρα πρέπει να ξεπεράσει την υποταγή της στον αρχαίο ελληνικό πολιτισμό. O Kαζαντζάκης συζεί στην Aθήνα με τη Γαλάτεια Aλεξίου, την Hρακλειώτισσα διανοούμενη, δίχως να παντρευτούν. Η Γαλάτεια τότε έμενε στην μποέμ περιοχή της Αθήνας, τη Δεξαμενή. Ο Καζαντζάκης κερδίζει το ψωμί του μεταφράζοντας από τα Γαλλικά, τα Γερμανικά, τα Aγγλικά και τα Aρχαία Eλληνικά. Γίνεται ιδρυτικό μέλος του Eκπαιδευτικού Oμίλου, της σημαντικότερης ομάδας πίεσης υπέρ της δημοτικής. Το 1911 παντρεύεται τη Γαλάτεια.
Η Γαλάτεια το 1957 εκδίδει το μυθιστόρημα «Άνθρωποι και υπεράνθρωποι». Η ημερομηνία συμπίπτει με το θάνατο του Νίκου Καζαντζάκη. Όλοι αναγνώρισαν πίσω από τους ήρωες του μυθιστορήματος, της Δανάης Φραντζή και του Αλέξανδρου Αρτάκη, το διάσημο ζεύγος, τη Γαλάτεια και τον Νίκο Καζαντζάκη. Οι κριτικοί στάθηκαν στην πλειοψηφία τους πολύ αυστηρά και σκληρά απέναντι στο έργο κατηγορώντας τη Γαλάτεια ότι προσπαθεί να αποκαθηλώσει τον καζαντζάκειο μύθο.
Το βιβλίο διατάραξε εύλογα το λογοτεχνικό στερέωμα της εποχής. Η μυθιστορηματική μεταφορά της σχέσης της με τον Καζαντζάκη σε ένα βιβλίο που αποκάλυπτε μιαν «άλλη» διάσταση της προσωπικότητάς του και μια διαφορετική θέαση της κοσμοθεωρίας του αποκαθήλωνε το πρόσωπο από το μύθο του ενώ ταυτόχρονα απογύμνωνε το συγγραφέα από το πέπλο της εξιδανίκευσης, με την οποία είχε αποκρυσταλλωθεί στο πνευματικό και κοινωνικό τοπίο.
Η Γαλάτεια το 1957 εκδίδει το μυθιστόρημα «Άνθρωποι και υπεράνθρωποι». Η ημερομηνία συμπίπτει με το θάνατο του Νίκου Καζαντζάκη. Όλοι αναγνώρισαν πίσω από τους ήρωες του μυθιστορήματος, της Δανάης Φραντζή και του Αλέξανδρου Αρτάκη, το διάσημο ζεύγος, τη Γαλάτεια και τον Νίκο Καζαντζάκη.
Όμως, είτε πρόκειται για δημιούργημα της μυθοπλαστικής αυθαιρεσίας είτε για απείκασμα προσωπικών βιωμάτων, η αξία το μυθιστορήματος αυτού έγκειται πίσω από τα προσχήματα: στις βαθύτερες θέσεις της συγγραφέως και στον προβληματισμό της για το χρέος των διανοουμένων απέναντι στο κοινωνικό γίγνεσθαι. Άλλωστε, ο τίτλος μπορεί να παραπέμπει κατ αρχάς στα νιτσεϊκά αρχέτυπα που θεμελίωσαν την ιδεολογία του Κρητικού συγγραφέα, αλλά σε ένα δεύτερο επίπεδο καταδεικνύει το χάσμα που χωρίζει ενίοτε τη διανόηση από τον έξω κόσμο και τους κινδύνους που ελλοχεύουν όταν το χαράκωμα αυτό υποστυλώνεται από άκαμπτα ιδεολογήματα.
«[Ο κ. Καζαντζάκης στο βάθος του, χωρίς να το καταλαβαίνει, δεν πιστεύει σε τίποτα. Πιστεύει μόνο στον εαυτό του! Είναι το κέντρο του παντός. Ολη η τακτική του είναι εγωκεντρική. Μόνο στα ατομικά του συμφέρονται βρίσκει η ζωή του τη δικαίωσή της. Αυτό το αναφέρομε γιατί είναι γενικό φαινόμενο στους αντιδραστικούς διανοουμένους]…
…[Οπωσδήποτε για μας που ανήκομε στη "βελάζουσα μάζα" δεν θα πάψει ποτέ να είναι ο κήρυκας παμπάλαιων αναμασημάτων, που τα χαρακτηρίζει ως σύνθεση πνευματική, ως ένα ανώτερο πνευματικό κοκτέιλ για τους «ραφινάτους και τους εστέτ». Για μας είναι πάντα ένα νεκροταφείο ιδεών. Για μας το πνεύμα του είναι γεμάτο από μούμιες κακά διατηρημένες]…
…[Κάτω από τη μάσκα της δήθεν ανεξαρτησίας και ελευθερίας του κρύβει την πιο μεγάλη πνευματική στειρότητα, και μια τρομακτική ψυχική κενότητα. Είναι ήσυχος, ασυνείδητος κι ευτυχής]».
Αυτά θα γράψει, μεταξύ άλλων, η Γαλάτεια σε μια επιστολή της που φιλοξενήθηκε στις σελίδες της «Ελευθέρας Γνώμης» στις 26 Ιουλίου 1936 και υπάρχει στα αρχεία της Βιβλιοθήκης της Ελευθεροτυπίας.
«Η σχέση μεταξύ αυτών των δύο εμβληματικών προσωπικοτήτων ήταν πολυκύμαντη και γεμάτη αντιφάσεις, αντιφάσεις που σε μια λογική προέκταση του χρόνου έφτασαν να αποτελούν και δύο διαμετρικά αντίθετες θεάσεις του κόσμου: η πρώτη με εκφραστή τον Νίκο Καζαντζάκη, ήταν καθαρά ατομοκεντρική, όπου δίνεται άνετη και ξεκάθαρη εμπιστοσύνη στη δυνατότητα της μοναχικής διανόησης, έξω και πέρα από τα προβλήματα της καθημερινότητας ή έχοντας μια ελαφρά επαφή μαζί τους, να επηρεάσει ή και ν’ αλλάξει την κοινωνική πραγματικότητα καταλήγοντας σε γενικές και αόριστες, στείρα ιδεαλιστικές προλήψεις που αναπαράγουν στην ουσία τους την κυρίαρχη ιδεολογία και η δεύτερη, με εκπρόσωπο τη Γαλάτεια Καζαντζάκη, όπου βασίζεται στην προσπάθεια και στον μόχθο των απλών ανθρώπων να κατανοήσουν το γύρω τους περιβάλλον, με τα εργαλεία που διαθέτουν αλλά και με τη γήινη σοφία που τους παρέχει η καθημερινότητά τους – που βέβαια δεν είναι τα δικά τους ιδεολογικα εργαλεία εφόσον επηρεάζονται από το κοινωνικό περιβάλλον της εποχής τους, για να αλλάξουν την πραγματικότητα που τους περιβάλλει ή για να παρουσιαστεί σε αδρές γραμμές μια εικόνα εκμετάλλευσης καθ’ όλα πραγματική και αληθινή» γράφει ο Ειρηναίος Μαράκης στο atexnos.gr, σκιαγραφώντας τη σχέση των δύο.
Η Γαλάτεια Καζαντζάκη ασχολήθηκε με όλα τα είδη του γραπτού λόγου: νουβέλα, διήγημα, μυθιστόρημα, ποίηση, πεζογραφία, θεατρική γραφή, παιδική λογοτεχνία και μετάφραση. Στα ελληνικά γράμματα έγινε γνωστή με τη δημοσίευση του πρώτου της μυθιστορήματος, «Ridi, pagliaccio» (Γέλα, παλιάτσο), υπό μορφήν ημερολογίου, στο περιοδικό Νουμάς το 1909 (Τεύχη 340-343).
Ακολούθησαν οι τόμοι: «Εγώ όλοι Εσείς», 1911, «Φωτεινή τ’ Ανεγνώστη», νουβέλες, 1913, «Άρρωστη Πολιτεία», μυθιστόρημα, 1916, «11 π.μ.–1 μ.μ.», διηγήματα, 1930, «Γυναίκες», επιστολές, 1931, «Άντρες», επιστολές, 1933, «Κρίσιμες Στιγμές», διηγήματα, 1953, «Άνθρωποι και Υπεράνθρωποι», μυθιστόρημα, 1957, «Βίλλα Βικτώρια», νουβέλα, 1959, «Ο κόσμος που πεθαίνει κι ο κόσμος που έρχεται», διηγήματα, 1963.
Παράλληλα ασχολήθηκε με τη συγγραφή θεατρικών έργων. Το 1925 ανεβάστηκε από το Θέατρο Τέχνης το τρίπρακτο έργο της «Πληγωμένα Πουλιά». Το 1931 από τη σκηνή του Εθνικού Θεάτρου το τρίπρακτο: «Ενώ το πλοίο ταξιδεύει». Το 1959 κυκλοφόρησε ο τόμος: «Αυλαία», όπου περιέχονται εννέα τρίπρακτα δράματα και οκτώ μονόπρακτα.
Η Γαλάτεια Καζαντζάκη έχει βραβευθεί για τη συγγραφή αναγνωστικών βιβλίων για όλες τις τάξεις του Δημοτικού.
Έχει γράψει επίσης παιδικά βιβλία και ποιήματα, ενώ έχει μεταφράσει έμμετρα τον Προμηθέα Δεσμώτη του Αισχύλου. Συνεργάστηκε με τα περιοδικά Πινακοθήκη, Νέα Ζωή και Νουμάς?, χρησιμοποιώντας τα ψευδώνυμα «Πετρούλα Ψηλορείτη» και «Lalo de Castro». Στην περίοδο πού μεσολάβησε μεταξύ του πρώτου και δεύτερου παγκοσμίου πολέμου ήταν αρχισυντάκτρια του περιοδικού «Νέοι Πρωτοπόροι» και τα τελευταία χρόνια της ζωής της Γραμματέας της Εταιρείας Ελλήνων Λογοτεχνών.
Απεβίωσε στις 17 Νοεμβρίου 1962 στην Αθήνα, έπειτα από αυτοκινητιστικό δυστύχημα, σε ηλικία 81 ετών.
