Cantante, compositor y político, Gilberto Gil pasó parte de su infancia en Ituaçu, interior de Bahía. A fines de los años 50 tocaba como acordeonista en el conjunto musical Os Desafinados. En esa época, João Gilberto y la bossa nova, género musical que presentó una nueva forma de tocar el samba, influenciado por el jazz, fueron una referencia importante para el artista.
En 1961 empezó a cursar Administración de Empresas en la Universidad de Bahía y adoptó la guitarra como instrumento. Dos años más tarde grabó, en la JS Discos, su primera obra, Gilberto gil: sua música, sua interpretação, un sencillo doble con cuatro músicas de su autoría. En esa época conoció a Caetano Veloso.
En 1964, al lado de Maria Bethânia, Gal Costa, Tom Zé y otros, presentó el show Nós, por exemplo, que inauguró el Teatro Vila Velha de Salvador. Finalizó el curso de Administración de Empresas y al año siguiente se fue a São Paulo, a trabajar como pasante en Gessy Lever. Conoció a Chico Buarque y trabajó junto a letristas como Capinan y Torquato Neto. Participó, al lado de Caetano, Gal, Bethânia y Tom Zé, de Arena canta Bahía, espectáculo dirigido por Augusto Boal y montado en el Teatro Brasileño de Comedia (TBC), en São Paulo.
Al año siguiente fue contratado por Philips para grabar su primer LP. Abandonó su trabajo en Gessy Lever y se mudó a Río de Janeiro. Participó de programas como Fino da Bossa, presentado por Elis Regina, en TV Record. Compitió como compositor en el I Festival Internacional de la Canción, en Río de Janeiro, con “Minha senhora”, junto a Torquato Neto, música interpretada por Gal Costa. Se clasificó en quinto lugar con la canción “Ensaio geral”, cantada por Elis Regina, en el II Festival de Música Popular Brasileña, de TV Record, en São Paulo.
En 1967 fue contratado por TV Excelsior, de São Paulo, para hacer el programa Ensaio Geral. Grabó su primer LP, Louvação. Participó del III Festival de Música Popular Brasileña, de TV Record, y su canción “Domingo no parque”, junto a los Mutantes, se clasificó en segundo lugar. A fines de los años 60 surgió el Tropicalismo, movimiento de vanguardia de la música popular brasileña del cual participaron, además de Gilberto Gil y Caetano Veloso, Torquato Neto, Capinan, Tom Zé, Gal y los arreglistas Rogério Duprat, Júlio Medaglia y Damiano Cozzella. El auge de ese movimiento fue el LP Tropicália ou panis et circensis, lanzado en 1968. En ese año, esgrimiendo el decreto del Acto Institucional n.o 5, Gilberto Gil y Caetano fueron detenidos por la dictadura militar, durante dos meses, en un cuartel del Ejército. Después de liberados, se embarcaron hacia Londres.
Luego de volver del exilio, Gilberto Gil lanzó, en 1976, el LP Expresso 2222. En 1978 participó del famoso Festival de Montreux. En 1979 presentó el LP Realce, que incluía la canción “Não chore mais”, una versión de “No woman, no cry”, de Bob Marley. Su primer disco internacional, Nightlife, producido por Sérgio Mendes, se lanzó en los Estados Unidos.
Siempre se interesó en la política y fue elegido concejal en Salvador, en 1988, cuando lanzó el libro O poético e o político. Es integrante activo del Partido Verde y creó la Fundación Onda Azul. Compuso la banda de sonido de las películas Quilombo (1984), de Carlos Diegues; Jubiabá (1986), de Nelson Pereira dos Santos; y Um trem para as estrelas (1987), de Diegues.
En los años 90 fue galardonado con el X Premio Shell de Música Brasileña por su trayectoria. Lanzó el disco Parabolicamará y, en 1993, con Caetano Veloso, el Tropicália 2, como homenaje a los 25 años del Tropicalismo. En 1997 surgió el disco Quanta, premiado con el Grammy en la categoría World Music. En 2000 realizó su primer trabajo al lado de Milton Nascimento, el espectáculo y el CD Milton y Gil, lanzado en Brasil, Europa y los Estados Unidos. En ese mismo año compuso la banda de sonido de la película Eu, Tu, Eles, de Andrucha Waddington, basada en la obra de Luiz Gonzaga.
Fue ministro de Cultura entre 2003 y 2008. En el periodo hizo posible proyectos de valoración de las comunidades étnicas, en especial las afrobrasileñas. Reactivó la Funarte, incentivó las producciones circenses y creó la Caravana de Circulação de Espetáculos, que llevó companías de teatro y de danza a más de quinientas ciudades brasileñas. En su gestión institucionalizó una política en pro de la socialización de las nuevas tecnologías. Creó los Puntos de Cultura, con el fin de fomentar modalidades de cultura popular. En 2015 completó 50 años de carrera artística. Es casado con Flora Gil, con quien tubo tres hijos, además de los cinco hijos de sus matrimonios anteriores, con Belina de Aguiar y Sandra Gadelha.