Родился в семье провизора. В 1891–1895 учился в Классах живописи и рисования Ф. Е. Бурова в Самаре, затем в Рижском политехническом институте у Дж. Кларка и в Школе рисования и живописи В. О. Блюма (1896–1903). В 1903 поступил в Высшее художественное училище при ИАХ, занимался сначала на архитектурном факультете, с 1904 — на живописном отделении в мастерской А. А. Киселева и Н. Н. Дубовского. Во время учебы неоднократно совершал поездки по старым русским городам. В 1905–1906 как карикатурист сотрудничал в журналах «Секира», «Жало», «Зарница», подписываясь «Г» и «Г. К.». В 1911 за картину «Приплыли» получил звание художника и право пенсионерской поездки за границу сроком на два года.
В 1911–1913 — пенсионер ИАХ в Италии и Испании. Посетил Максима Горького на острове Капри. По возвращении поселился в Петербурге (Петрограде). Работал как пейзажист, реже обращался к портрету, натюрморту, бытовому жанру. Экспонировал свои картины на академических выставках, выставках Общества русских акварелистов, Московского общества любителей художеств, ТПХВ, Товарищества независимых. В 1910 был награжден второй премией на Весенней выставке ИАХ за картину «Рыбный базар на Пскове-реке», в 1913 — золотой медалью на Международной художественной выставке в Мюнхене за дипломную картину «Приплыли», в 1916 — первой премией им. А. И. Куинджи за картину «Родной уголок».
Был членом Общества художников им. А. И. Куинджи, Еврейского общества поощрения художеств, ТПХВ. После Октябрьской революции участвовал в 1-й Государственной свободной выставке произведений искусств в Петрограде (1919), выставке картин русских художников в Пскове (1920), в выставках «Общины художников» в Петрограде (1921–1922).
В 1922 эмигрировал, сначала жил на острове Капри, в 1926 поселился в Берлине. Почти ежегодно посещал Италию, в 1928 побывал в Куоккале у И. Е. Репина, в 1934–1935 совершил поездку в Палестину, в 1935 — в Лондон. Провел персональные выставки в Берлине, Гамбурге, Мюнхене, Кельне (1929), Дрездене, Риме, Копенгагене, Гааге, Лондоне. Участвовал в выставках русского искусства в Гааге (1924), Питтсбурге (1925), Кельне (1929), Берлине (1930). В годы Второй мировой войны безвыездно находился в Берлине.
Горбатов — один из крупнейших русских живописцев первой трети XX века, обладающий узнаваемым стилем и характерным кругом тем. В своем творчестве был близок мастерам Союза русских художников, пользовался многими импрессионистическими приемами, испытал влияние символизма. Излюбленными мотивами его картин, в том числе в эмиграции, были старинные русские города с церквями, монастырями, природа русского Севера, волжские пейзажи, камерные уголки провинциальных сел и деревень. Написанные в свободной манере широким, фактурным, мягким мазком, они обладают свежестью цветов, «звучностью» общего колористического решения, им присуща тонкая передача световоздушной среды.
Произведения Горбатова находятся во многих музейных собраниях, в том числе в Государственной Третьяковской галерее, Государственном Русском музее, Историко-архитектурном и художественном музее «Новый Иерусалим», Серпуховском художественно-историческом музее и других.
