Entre otras contribuciones definió el diámetro del núcleo terrestre y su límite con el manto denominado en su honor discontinuidad de Gutenberg.

Obtuvo su doctorado en la Universidad de Göttingen en 1911, bajo la dirección del famoso profesor Emil Johann Wiechert.

Mantuvo su posición en la Universidad de Estrasburgo y en la Universidad de Fráncfort del Meno hasta que marchó al Instituto Tecnológico de California (Caltech) en 1929, donde gracias a la ayuda de desarrolladores de instrumentación sísmica como John Millikan, John Augustus Anderson y Harry Oscar Wood, pudo desarrollar el primer catálogo moderno mundial de terremotos, denominado "Seismicity of the Earth".

Gutenberg hizo varias contribuciones importantes a la ciencia, como la definición del diámetro del núcleo de la Tierra ya que, en 1914, estableció la localización del límite entre el manto y el núcleo y lo situó a unos 2900 km de profundidad; este límite recibe su nombre: discontinuidad de Gutenberg.

De hecho, Gutenberg alimentó este concepto con muchas más magnitudes basadas en diferentes fases de ondas.