投奔劉秀
蓋延身高八尺，能挽弓三百斤。邊疆風俗崇尚勇力，而蓋延以勇氣聞名。併爲郡列掾、州從事，所在都能盡職辦事。彭寵爲太守，召蓋延署職營尉，代理護軍。王郎興起時，蓋延與吳漢一起投靠劉秀。蓋延到廣阿(今河北隆堯東)，拜爲偏將軍，號爲建功侯，跟從平定河北。劉秀即位後，以蓋延爲虎牙將軍。
擊殺劉永
建武二年(26年)，改封蓋延爲安平侯。並派他南擊敖倉(今河南滎陽北黃河中)，轉攻酸棗縣(今河南延津西南)、封丘縣(今河南封丘西南)，三地皆被奪取。當年夏天，督率駙馬都尉馬武、騎都尉劉隆、護軍都尉馬成、偏將軍王霸等南伐劉永，先攻下襄邑(今河南睢縣)，進而攻取麻鄉縣(今江蘇碭山境)，於是圍劉永於睢陽(今河南商丘南)。數月之後，盡收田野之麥，乘夜以梯入其城。劉永驚懼，引兵逃出東門，蓋延追擊，大破劉永軍。劉永棄軍逃奔譙(今安徽亳縣)，蓋延進攻，攻薛縣，殺了他的魯郡太守，而彭城、扶陽、杼秋、蕭縣都投降了。又攻破劉永沛郡(郡治相縣，今安徽淮北西北)太守，把他殺了。劉永部將蘇茂、佼疆、周建等三萬餘人救劉永，共攻蓋延，蓋延與他們戰於沛西，大破其軍。劉永軍亂，落水溺死者大半。劉永棄城走湖陵(今山東魚臺東南)，蘇茂奔廣樂(今山東虞城西北)。蓋延就平定了沛、楚、臨淮(郡治徐縣，今江蘇泗洪東南)等地，修了高祖廟，設立嗇夫、祝宰、樂師，以主持廟祀。
建武三年(27年)，睢陽(今河南商丘南)再反，迎回劉永，蓋延再率諸將圍攻百日之久，收取田間麥子。劉永缺糧，突圍而走，蓋延追擊，盡獲其輜重。劉永被部將所殺，劉永之弟劉防舉城投降。
連遭敗績
建武四年(28年)春天，蓋延又擊蘇茂、周建於蘄縣，進與董憲戰於留縣，都破敵。因此率平狄將軍龐萌攻取西防縣。再追擊擊敗周建、蘇茂於彭城，蘇茂、周建逃奔董憲，董憲部將賁休舉蘭陵城投降。董憲聽到，自郯(今山東省郯城北)圍賁休。當時蓋延及龐萌在楚，請求前往援救。劉秀命令說：“可直往搗郯，蘭陵之圍必解。”蓋延等以賁休城危，於是先赴。董憲迎戰而詐敗，蓋延等將其逐退，因而破圍入城。第二天，董憲大舉出軍合圍蓋延軍，蓋延軍畏懼，急忙出城突圍而走，因往攻郯。劉秀責備說：“原來令你先赴攻郯，是出敵不意。現既已奔走，賊軍的計謀已立定了，蘭陵之圍豈可解嗎!”蓋延等到郯，果然攻不下，而董憲攻取了蘭陵，殺了賁休。蓋延等往來邀擊董憲別將於彭城、郯、邳之間，或者每天戰上數合，略有些收穫。劉秀以蓋延輕敵深入，幾次以詔書訓誡。等到龐萌謀反，攻殺楚郡太守，引軍襲擊打敗蓋延，蓋延逃走，北渡泗水，把舟楫破壞掉，把橋樑拆除掉，僅以身免。劉秀率軍東征，徵召蓋延與大司馬吳漢、漢忠將軍王常、前將軍王樑、捕虜將軍馬武、討虜將軍王霸等會師任城，討伐龐萌於桃鄉，又一起從徵董憲於昌慮，都攻破平定。
討伐隴蜀
建武六年(30年)春天，蓋延受命屯兵於長安(今陝西西安)。
建武六年四月，光武帝派遣耿弇、蓋延等七將軍自隴道伐蜀，隗囂發兵反漢，光武帝派遣大司馬吳漢、徵南大將軍岑彭圍西城，建威大將軍耿弇、虎牙大將軍蓋延圍攻上邽。後因公孫述發兵援救隗囂，岑彭兵敗，而此時漢軍補給困難，糧食已盡，蓋延、耿弇等軍被迫出隴西。隗囂收拾殘部，一時又奪佔隴西數郡。
建武九年(33年)，隗囂去世，部衆擁立其少子隗純爲王。
翌年八月，耿弇、寇恂攻破高平第一城。十月，來歙、蓋延攻破落門(今甘肅武山東北)，王元隻身逃奔公孫述，隗純逃入胡地，後被捕殺。此戰，歷時4年，隴西始平定。
冬，此前支持隗囂的先零羌各部落侵擾隴西等地，來歙率蓋延等進攻先零羌，斬殺數千人，開倉賑饑，隴右遂安。
建武十一年(35年)，隨中郎將來歙攻打河池(今甘肅徽縣西北)，未攻克，以病引回，拜爲左馮翊，領兵如故。
晚年生活
建武十三年(37年)，增加封邑定食萬戶。建武十五年(39年)，病逝於任上。
