Gustavson var professor i Moskva 1875–92 och ledde därefter till 1900 den högre kvinnoutbildningen i Sankt Petersburg. Han publicerade omfångsrika arbeten över allmän och organisk kemi. År 1877 påvisade han aluminiumhalogenidernas katalytiska verkningar och de obeständiga mellanprodukterna med organiska ämnen (s.k. Gustavsonferment).