Richard Ratcliffe firar Gabriellas andra födelsedag nära Irans ambassad i Londons Hyde Park.
Hans fru Nazanin Zaghari-Ratcliffe, 37, arresterades den 3 april på en flygplats i Iran efter att ha besökt hennes familj.
Han säger att hon har hållits utan åtal, medan Gabriella är i Iran eftersom hennes pass har tagits.
Ratcliffe, som är från norra London och har fått rådet att hålla sig borta från Iran, säger att hans brittisk-iranska fru har hållits i isoleringscell över en fråga om "nationell säkerhet".
Deras dotter, en brittisk medborgare, har varit tvungen att bo hos sina morföräldrar i Iran eftersom hon inte kan återvända till Storbritannien utan sitt pass. Enligt iransk lag kan endast hennes far eller mor ta hem barnet.
Mer än 757.000 personer har undertecknat en petition som uppmanar premiärminister David Cameron att ingripa i fallet.
Evenemanget Free Nazanin Campaign kommer också att bli kulmen på sin födelsedagskortkampanj, som har sett tusentals människor skicka kort till Gabriella via iranska ambassader runt om i världen.
Det kommer att närvara av familj och vänner, grannar, Gabriellas MP Tulip Siddiq och representanter för kampanj webbplats Change.org.
Mr Ratcliffe kommer att försöka att presentera ett kort till ambassaden klockan 13:00 BST och be att de vidarebefordrar det till hans dotter.
Han berättade för pressföreningens nyhetsbyrå att han var "överväldigad" av allmänhetens skrik om sin familjs situation.
Om sin dotter sade han: " Jag är tacksam för att hon är tillsammans med sina kärleksfulla morföräldrar i Iran, men ändå vill jag ha henne och hennes mor tillsammans och tillbaka hem med mig så snart som möjligt.
"Det har verkligen varit rörande för hela min familj här att se vänligheten hos människor över hela landet som ansluter till vår historia, göra kort för Gabriella med sina egna barn eller barnbarn, och göra något för att göra Gabriellas värld till en bättre plats.
"I mina ben, känner jag att det är den vänligheten som till slut kommer att föra dem hem."
Ratcliffe säger att hans fru var på väg att återvända till Storbritannien när hon fängslades av det iranska revolutionsgardet och fördes till en okänd plats i Kermanprovinsen, 1 000 km söder om Teheran.
Han säger att Zaghari-Ratcliffe, som arbetar som projektsamordnare för Thomson Reuters Foundation, inte har fått tillgång till en advokat eller till hennes dotter.
Enligt honom har hon inte åtalats men har tvingats underteckna en bekännelse "under tvång", trots att hon inte visste vad hon erkände för.
Ratcliffe har tidigare sagt till BBC att det inte fanns något i hennes arbete eller personliga bakgrund som förklarade varför hon hölls fängslad och sade att hon hade rest till landet tidigare utan några problem.
Han sa att hennes familj i Iran inte hörde något efter gripandet i tre dagar, när hon fick ringa och säga att hon var säker.
De fick veta att hon skulle släppas inom ett par dagar, sade han, men efter att de inte hört något senare fick de veta att hon hade överförts till södra Iran.
Ratcliffe har sagt att han gick emot utrikesdepartementets råd när han talade offentligt om sin frus kvarhållande, eftersom han hoppades att offentliga påtryckningar skulle bidra till hennes frigivning.
En talesman för utrikesdepartementet sade: "Vi har gett stöd till en brittisk-iransk medborgares familj sedan vi först informerades om hennes gripande, och vi kommer att fortsätta att göra det."
Fadern till ett litet barn fastnade i Iran utan någon av hennes föräldrar i närheten planerar att sjunga Happy Birthday till henne via Skype vid ett kampanjevenemang senare.