Figlio di militanti del PSI, aderì sin dalla sua fondazione al Partito Comunista d’Italia, per il quale svolse intensa attività di propaganda.
Colpito nel luglio 1922 da un mandato di cattura con l’accusa di aver ucciso a Cesenatico Clearco Montanari (segretario bolognese del Partito Nazionale Fascista), si spostò dapprima a Torino, dove lavorò nell’«Unità» di Gramsci, e poi in Unione Sovietica, dove frequentò i corsi di studi politico-militari a Leningrado. Rientrato in Italia nel 1925, a seguito della revoca del mandato di cattura, compì il servizio militare, al termine del quale, nel 1926, sposò Norma Balelli e divenne membro, a Roma, dell’Ufficio Militare del P.C.d’I., collaborando alla redazione di giornali di propaganda clandestina comunista entro le Forze armate, oltre a «Il fanciullo proletario», giornalino per bambini, per il quale disegnava le illustrazioni e di cui era stato fondatore.
Venne arrestato a Milano il 4 novembre 1927 e tradotto nel carcere di Perugia, accusato di cospirazione contro lo Stato. Affinché rivelasse i nomi dei compagni coinvolti nella propaganda comunista, fu torturato per settimane fino alla morte. La versione ufficiale la rubricò come «suicidio mediante impiccagione», ma non fu permessa l’autopsia per confermarlo. Lasciava un figlio appena nato, Sergio, che non lo poté mai conoscere.
A Gastone Sozzi furono intitolate durante la guerra di Spagna una Brigata e durante la Resistenza la 29ª Brigata GAP, attiva nel territorio della provincia di Forlì.
Suo fratello Sigfrido (Cesena 1910 - Lugo 1984) fu il primo sindaco di Cesena del dopoguerra.