Gill debytoi kansallisella näyttämöllä country rock -yhtye Pure Prairie League -yhtyeen kanssa vuonna 1979 esiintymällä kyseisen yhtyeen albumilla Can’t Hold Back. Hän on laulaja heidän kappaleessaan ”Let Me Love You Tonight”. Mark Knopfler kutsui hänet kerran Dire Straitsin jäseneksi, mutta hän kieltäytyi tarjouksesta (tosin hän lauloi taustalaulajana Dire Straitsin albumilla On Every Street).
Gill jätti Pure Prairie Leaguen vuonna 1981 liittyäkseen Rodney Crowellia taustoittaneeseen lava-yhtyeeseen Cherry Bombsiin. Siellä hän työskenteli Tony Brownin ja Emory Gordy Jr:n kanssa, jotka molemmat myöhemmin tuottivat monia hänen albumeistaan. Hän levytti bluegrass-albumin Here Today David Grismanin ja ystävien kanssa ennen kuin allekirjoitti soolosopimuksen RCA:n kanssa, jonka kanssa hän saavutti jonkin verran menestystä, mukaan lukien singlet ”Victim of Life’s Circumstance” (U.S. Country Top 40) ja Country Top Ten ”If It Weren’t for Him”, ”Oklahoma Borderline” ja ”Cinderella”. Hänen albuminsa saavuttivat kuitenkin vain kohtalaiset myyntiluvut, ja vuonna 1989 Gill jätti RCA:n ja teki sopimuksen MCA Recordsin kanssa. Täällä hän myi yhdessä Tony Brownin kanssa tuottajana yli miljoona kappaletta levy-yhtiön debyyttilevyään, vuoden 1989 When I Call Your Namea, josta useat kappaleet, mukaan lukien nimikappale, pääsivät Yhdysvaltain Country-listojen Top Ten / Top Twenty -listoille. Tätä seurasivat yhtä menestyksekkäät albumit Pocket Full of Gold (1991) ja I Still Believe in You, jonka nimikappale nousi U.S. Countryn ykköseksi.
Kautta 1990-luvun ja 2000-luvun Gill jatkoi erittäin menestyksekkäiden albumien julkaisemista hyödyntäen virtuoosimaisen laadukasta sähkö- ja akustista kitaransoittoaan, puhdasta, korkeaa ja sielukasta tenoriääntäänsä sekä erinomaista laulujensa kirjoittamisen laatua. AllMusic-sivustolla olevan elämäkertansa mukaan Gill on voittanut enemmän CMA-palkintoja kuin kukaan muu esiintyjä historiassa, ja vuodesta 2018 lähtien hän on voittanut myös 21 Grammy-palkintoa, mikä on eniten country-artistilta koskaan.
Gill on ollut Grand Ole Opryn jäsen elokuun 10. päivästä 1991 lähtien. Hän juhlisti 25-vuotista Opry-juhlavuottaan tribuuttishow’lla 13. elokuuta 2016.
Vuonna 1997 hän sai American Academy of Achievementin Golden Plate Award -palkinnon.
Vuonna 2010 Gill liittyi virallisesti country swing -yhtyeeseen The Time Jumpers.
Huhtikuussa 2011 Gill esiintyi vieraana NPR:n uutisaiheisessa tietovisailuohjelmassa Odota, odota… älä sano minulle. Niin ikään vuonna 2011 hän esiintyi toisella bluegrass-tribuuttialbumilla brittiläisen rockyhtyeen Moody Bluesin kahdesta tribuuttialbumista: Moody Bluegrass TWO… Much Love (2011). Toukokuussa 2011 Carrie Underwood oli yksi seitsemästä naisesta, jotka Academy of Country Music palkitsi Girls’ Night Out -tapahtumassa: Superstar Women of Country -erikoistilaisuudessa. Seremoniassa Gill esitteli Underwoodin ja luovutti hänelle erikoispalkinnon. Hän lauloi yhden hänen hiteistään, ”Jesus, Take The Wheel”, ja liittyi Underwoodin kanssa ”How Great Thou Art” -kappaleen esitykseen. Video esityksestä levisi nettiin kahdessa päivässä.
Helmikuussa 2012 Gill ilmoitti: ”Ensimmäistä kertaa 30 vuoteen minulla ei ole levytyssopimusta. Don’t know that I want one.”
Maaliskuussa 2012 hän esiintyi Southern Kentucky Performing Arts Centerin avajaisissa Bowling Greenissä, Kentuckyssa. Hänet värvättiin keikalle 11. hetkellä, kun laulaja LeAnn Rimes perui esiintymisensä päivää ennen avajaisia. Gill ajoi tuona iltana Nashvillestä pelkän kitaransa kanssa ja soitti toistuville seisoville aplodeille seisomakatsomosta.
Huhtikuussa 2012 vahvistettiin, että Gill oli työskennellyt Bonnie Tylerin kanssa hänen tulevalla albumillaan ja esitti hänen kanssaan dueton nimeltä ”What You Need from Me”.
Kesäkuussa 2012 hän oli kiertueella ja esitti vain bluegrass-kappaleita.
Gill sai Hollywoodin Walk of Fame -kävelykadun 2 478. tähden 6. syyskuuta 2012.
15. lokakuuta 2012 ilmoitettiin, että Gill esiintyisi Kelly Clarksonin kappaleessa nimeltä ”Don’t Rush”, joka ilmestyy Clarksonin ensimmäisellä Greatest Hits -albumilla. RIAA sertifioi albumin kultaa ja sitä on myyty 509 093 kappaletta 13. lokakuuta 2013 mennessä.
5. marraskuuta 2014 48. vuosittaisessa CMA Awards -gaalassa Gill sai Irving Waugh -palkinnon erinomaisuudesta kantrimusiikissa. Tämä oli vasta neljäs kerta, kun palkinto myönnettiin sen perustamisen jälkeen vuonna 1983. Edellinen palkinnon saanut kantriartisti oli Johnny Cash.
Vuonna 2016 Gill valittiin yhdeksi 30 artistista esiintymään Forever Country -ohjelmassa, joka juhlistaa CMA Awardsin 50-vuotista taivalta.
Urallaan Gill on myynyt yli 26 miljoonaa albumia ja kerännyt yli 50 Top 40 -hittiä.
Gill liittyi Eagles-yhtyeeseen Deacon Freyn rinnalle Glenn Freyn kuoleman jälkeen. Gill toimii toisena pääkitaristina, minkä lisäksi hän tarjoaa rytmikitaroita, laulaa taustalauluja ja jakaa satunnaisesti päälaulua Deaconin kanssa Glenn Freyn roolin sijasta. Hän aloitti alun perin kiertueen yhtyeen kanssa vuonna 2017, ja jatkaa edelleen yhtyeen jäsenenä.
Gill soittaa sähkökitaraa vierailevana muusikkona Aaron Lewisin kappaleessa ”Love Me”, joka löytyy vuoden 2019 albumilta: State I’m In.