Natif de Zeist, Verbeck est issu d'une famille de confession moravienne. Il est le sixième d'une fratrie de huit enfants. Il étudie à l'institut polytechnique d'Utrecht dans l'espoir de devenir ingénieur. Il grandit à Zeist en parlant néerlandais, allemand, français et anglais.
Aux États-Unis
À 22 ans, sur l'invitation de son beau-frère, il part pour les États-Unis pour travailler dans une fonderie à Green Bay dans le Wisconsin, qui s'est développée grâce au travail de missionnaires moraviens qui concevaient la machinerie des bateaux à vapeur. Verbeck reste en Amérique pendant presque un an, durant lequel il change son nom de "Verbeek" en "Verbeck" pour que les Américains puissent mieux le prononcer. Il veut néanmoins en voir plus de ce pays et déménage à Brooklyn où sa sœur a auparavant vécu. Puis il travaille comme ingénieur civil en Arkansas, et conçoit des ponts, des structures de bâtiments et des machineries. Il est alors profondément marqué par la vision de la vie des esclaves dans les plantations du sud, et par l'enseignement de H.W. Beecher, un prêcheur frère de Harriet Beecher Stowe, l'auteur de la Case de l'oncle Tom. Après être tombé gravement malade du choléra, il jure de devenir missionnaire s'il se rétablit. En 1855, il entre en séminaire à Auburn dans l'État de New York, où beaucoup d'immigrants néerlandais se sont installés.
En 1862, Murata Wakasa, un serviteur de Kanso Nabeshima, le daimyo (gouverneur) du domaine de Saga, envoie trois jeunes hommes pour étudier le christianisme auprès de Verbeck, ce qui sont les prémices d'une longue relation entre le missionnaire et le domaine.
Verbeck est aussi conseiller pour le gouvernement de Meiji auprès de Sanetomi Sanjō. Il recommande que le gouvernement japonais adopte l'usage de l'allemand dans la médecine, et il est souvent consulté sur l'établissement du système des préfectures dans l'administration locale. Il encourage l'envoi de la mission Iwakura, la première mission diplomatique en Occident.
En , le ministère de l'Éducation fut fondé et Verbeck y devient conseiller, inspirant notamment le modèle du système éducatif en 1872 et l'ordonnance sur la conscription en 1873.
Comme l'interdiction du christianisme au Japon est levée en , Verbeck est autorisé à reprendre son travail de missionnaire.
Verbeck fait ensuite un voyage de six mois en Europe, où il rencontre la mission Iwakura. À son retour au Japon, il démissionne de l'université, et travaille pendant les années suivantes en tant que traducteur anglais-japonais de textes juridiques.
Verbeck veut retourner aux États-Unis avec sa fille en 1890, mais il est refoulé par le gouvernement américain car il ne peut prouver qu'il est bien de nationalité néerlandaise, tandis que sa demande de naturalisation américaine est refusée. Le gouvernement japonais répond en donnant à Verbeck un passeport et le statut de résident permanent.
Griffis, William Elliot. (1900). Guido Verbeck of Japan: A citizen of no country; a life story of foundation work inaugurated by Guido Fridolin Verbeck. Chicago: Fleming H. Revell. [reprinted by Oliphant, Anderson & Ferrire, London, 1901.]
Hane, Mikiso. (2001). Modern Japan: A Historical Survey. Westview Press. (ISBN0-813-33756-9)