Urodził się 21 listopada 1872 r. w Bielsku (dziś Bielsko-Biała). Był synem Wojciecha i Reginy z Dylskich. W Bielsku ukończył średnią szkołę przemysłową, studia zaś na Politechnice w Darmstadcie.
Był jednym z najwybitniejszych polskich fachowców w dziedzinie elektrotechniki i pionierem elektryfikacji. W ostatniej dekadzie XIX w. pod jego kierownictwem powstały elektrownie w Dreźnie i Petersburgu. Od 1904 r. kierował budową, a następnie eksploatacją Elektrowni Miejskiej w Krakowie. Opracował projekt wielu elektrowni w Zagłębiu Krakowskim, m.in. w Sierszy Wodnej (1913), i w Zagłębiu Dąbrowskim. Elektrownię Okręgową w Zagłębiu (w Sosnowcu) rozbudował i kierował nią do 1924 r. Był współzałożycielem i prezesem Związku Elektrowni Polskich, współtwórcą ustaw, taryf i norm w dziedzinie elektryfikacji, członkiem Państwowej Rady Elektrycznej, Polskiego Komitetu Elektrotechnicznego oraz Polskiego Komitetu Energetycznego. W roku 1924 został dyrektorem technicznym Spółki Akcyjnej „Siła i Światło”, a od 1931 wchodził w skład jej Zarządu.
Zmarł nagle w niewyjaśnionych okolicznościach 4 grudnia 1933 r. W domu przy Modrzewiowej mieszkała dalej jego siostra. Kazimierz Gayczak pochowany został na cmentarzu Powązkowskim.
Dla uczczenia jego pamięci, spółki, w których zajmował kierownicze stanowiska, w tym „Siła i Światło” oraz EKD, w 1935 r. ufundowały ołtarz w kościele św. Krzysztofa projektu architekta Brunona Zborowskiego. Do budowy ołtarza użyty został marmur ze zburzonego soboru prawosławnego na placu Saskim w Warszawie.