Георгий Холостяков родился 2 августа 1902 года в городе Барановичи, Беларусь. С августа 1919 года принимал участие в Гражданской войне, воевал в частях Особого Назначения на Западном фронте. Во время советско-польской войны в 1920 году политрук стрелковой роты Холостяков был ранен и попал в плен, где пробыл почти год. После возвращения из плена работал на различных неквалифицированных производствах.
В 1921 году, Холостяков, добровольцем поступил в Рабоче-Крестьянский Красный Флот и назначен заместителем политрука в роте 2-го Балтийского флотского экипажа на Балтийском флоте. В 1922 году окончил Военно-морское подготовительное училище. Георгий Никитич получил дополнительное образование в Военно-морском гидрографическом училище, которое успешно окончил в 1925 году. Служил вахтенным начальником на линкоре «Марат», командовал взводом флотского экипажа.
С 1925 года являлся штурманом подводной лодки «Коммунар». Окончил подводный класс специальных курсов комсостава ВМС РККА в 1928 году. Служил старшим помощником командира на подводных лодках «Пролетарий», «Красноармеец», «Батрак», «Л-55». В 1931 году назначен командиром и комиссаром подводной лодки «Большевик» Морских сил Балтийского моря.
Затем, Георгий Никитич, окончил Тактические курсы при Военно-морской академии, направлен на Тихоокеанский флот в должности командира дивизиона подводных лодок и одновременно - командира головной подводной лодки этого дивизиона, затем являлся командиром 5-й бригады подводных лодок Тихоокеанского флота. Осваивал дальние походы в открытый океан, подледное плавание, выполнение боевых задач в штормовую погоду. Холостяков имел репутацию одного из передовых советских командиров-подводников, выступал на Десятом съезде комсомола, в числе первых подводников в 1935 году награжден высшим орденом СССР - орденом Ленина.
По обвинению в связи с арестованным бывшим начальником Морских сил Тихого океана флагманом флота 1-го ранга Викторовым, капитан 2 ранга Холостяков был арестован 7 мая 1938 года, исключен из ВКП(б), лишен звания и наград. «За шпионаж в пользу Польши, Англии и Японии, приговорён к 15 годам исправительно-трудовых лагерей с последующим поражением в правах на 5 лет. Срок отбывал в лагере в бухте Ольга. В мае 1940 года был освобожден «за недоказанностью обвинения», восстановлен в звании и правах на награды.
В сентябре 1940 года, Георгий Холостяков переведен на Черноморский флот, где был назначен командиром 3-й бригады подводных лодок, затем начальником отдела подводного плавания штаба Черноморского флота.
Через две недели после начала Великой Отечественной войны капитан 1 ранга Георгий Никитич Холостяков назначен начальником штаба Нововороссийской военно-морской базы, а в сентябре 1941 года ее командиром. Корабли и части Новороссийской военно-морской базы вели боевые действия на Черном море, осуществляли и обеспечивали морские перевозки, участвовали в Керченско-Феодосийской десантной операции.
В августе 1942 года, был создан Новороссийский оборонительный район, а в конце августа противник вышел на ближние подступы к городу Новороссийск. Все находившиеся в городе части были подчинены капитану 1-го ранга Холостякову. Являлся одним из организаторов героической обороны Новороссийска. После падения Новороссийска базу перевели в Геленджик. Заслуги Холостякова были оценены высоко - 13 декабря 1942 года ему присваивают звание контр-адмирала.
В феврале 1943 года контр-адмирал участвует в организации десантов в районе Южной Озерейки и у Станички, а затем отвечает за снабжение с моря захваченного плацдарма на «Малой земле». В 1943 году при непосредственном участии Холостякова было организованно еще два десанта: Новороссийская десантная операция и десант у Эльтигена. Одновременно с декабря 1943 года по март 1944 года, Георгий Никитич, исполнял должность командующего Азовской военной флотилией, на этом посту провел еще две десантные операции - у мыса Тархан и в Керченском порту.
С декабря 1944 года назначен командующий Дунайской военной флотилией. Во главе ее освобождал Югославию, Венгрию, Австрию, Словакию. Моряки флотилии отличились в Будапештской и Венской наступательных операциях, участвовали во взятии Будапешта и Вены. Холостяков провел ряд десантных операций силами флотилии. В мае 1945 года Холостякову Георгию Никитичу присвоено звание - Вице-адмирал.
В 1950 году Холостяков окончил Высшую военную академию имени К.Е. Ворошилова. С 1950 года назначен на должность командующего Каспийской флотилией. С ноября 1951 года являлся командующим 7-м флотом на Дальнем Востоке.
В декабре 1952 года, в Японском море погибла дизельная подводная лодка С-117 со всем экипажем, через несколько месяцев после этой трагедии Холостяков Георгий был снят с поста командующего флотом. В период с мая 1953 по 1969 год служил на должности заместителя начальника управления боевой подготовки Главного штаба ВМФ СССР. Много занимался строительством атомного подводного флота.
С 1969 года Холостяков Георгий Никитич - в отставке. Является автором книги воспоминаний «Вечный огонь», вышедшей в издательстве Воениздат в 1976 году.
Женат дважды. Первая супруга участвовала в советско-финской и Великой Отечественной войнах, умерла вскоре после войны. Вторая супруга - Наталья Васильевна Куникова, вдова Героя Советского Союза Цезаря Куникова,. Имел сына.
Адмирал Холостяков погиб 21 июля 1983 года вместе с супругой в собственной квартире, в городе Москва, от рук профессиональных грабителей.
Супруги Холостяковы похоронены на Кунцевском кладбище Москвы.