Gill 1979-ben debütált az országos színtéren a Pure Prairie League nevű country rockzenekarral, amelynek Can’t Hold Back című albumán szerepelt. Ő az énekes a Let Me Love You Tonight című dalukban. Mark Knopfler egyszer felkérte, hogy csatlakozzon a Dire Straits-hez, de ő visszautasította az ajánlatot (bár a Dire Straits On Every Street című albumán háttérénekes volt).
Gill 1981-ben elhagyta a Pure Prairie League-et, hogy csatlakozzon a Cherry Bombs nevű színpadi zenekarhoz, amely Rodney Crowellt támogatta. Ott Tony Brownnal és Emory Gordy Jr.-ral dolgozott együtt, akik később számos albumának producerei lettek. Felvett egy bluegrass albumot, a Here Today-t David Grisman-nel és barátaival, mielőtt szólószerződést kötött az RCA-val, amellyel sikereket ért el, többek között a “Victim of Life’s Circumstance” (U.S. Country Top 40) és a Country Top Ten kislemezekkel, az “If It Weren’t for Him”, az “Oklahoma Borderline” és a “Cinderella” című dalokkal. Albumai azonban csak mérsékelt eladásokat értek el, és 1989-ben Gill elhagyta az RCA-t, hogy az MCA Records-hoz szerződjön. Itt, újra egyesülve Tony Brownnal, mint producerrel, több mint egymillió példányt adott el a kiadó debütáló albumából, az 1989-es When I Call Your Name-ből, amelynek több dala, köztük a címadó dal, bekerült az amerikai country slágerlisták Top Ten / Top Twenty listájára. Ezt követték a hasonlóan sikeres albumok, a Pocket Full of Gold (1991) és az I Still Believe in You, amelynek címadó dala a U.S. Country No. 1. helyére került.
A 90-es években és a 2000-es években Gill továbbra is rendkívül sikeres albumokat adott ki, kihasználva elektromos és akusztikus gitárjátékának virtuóz minőségét, tiszta, magas és soulos tenorhangját és dalszerzésének kiváló minőségét. Az AllMusic-on található életrajza szerint Gill több CMA-díjat nyert, mint bármelyik előadó a történelemben, és 2018 óta 21 Grammy-díjat is nyert, ami a legtöbb, amit country előadó valaha nyert.
Gill 1991. augusztus 10. óta tagja a Grand Ole Oprynak. Az Opry 25. évfordulóját 2016. augusztus 13-án egy tribute show-val ünnepelte.
1997-ben megkapta az American Academy of Achievement Golden Plate díját.
2010-ben Gill hivatalosan is csatlakozott a The Time Jumpers nevű country swing együtteshez.
2011 júliusában Gill az NPR Wait, Wait…Don’t Tell Me című híradó kvízműsorának vendégeként szerepelt. Szintén 2011-ben szerepelt a brit rockzenekar, a Moody Blues két bluegrass tribute albumának második lemezén: Moody Bluegrass TWO… Much Love (2011) című albumon. 2011 májusában Carrie Underwood egyike volt annak a hét nőnek, akiket az Academy of Country Music kitüntetett a Girls’ Night Out-on: Superstar Women of Country különszámában. Az ünnepségen Gill mutatta be Underwoodot és adta át neki a különdíjat. Elénekelte az egyik slágerét, a “Jesus, Take The Wheel”-t, és Underwooddal együtt előadta a “How Great Thou Art” című dalt. Az előadásról készült videó két nap alatt vírusként terjedt el.
2012 februárjában Gill bejelentette: “30 év óta először nincs lemezszerződésem. Nem tudom, hogy akarok-e egyet.”
2012 márciusában fellépett a Southern Kentucky Performing Arts Center Bowling Greenben, Kentucky államban, annak nyitóestjén. A műsorra a 11. órában toborozták, amikor LeAnn Rimes énekesnő a megnyitó előtti napon lemondta a fellépést. Gill aznap este Nashville-ből autózott fel, csak a gitárjával, és többszörös álló tapsot kapott a telt ház előtt.
2012 áprilisában megerősítették, hogy Gill együtt dolgozott Bonnie Tylerrel a közelgő albumán, és előadta vele a “What You Need from Me” című duettet.
2012 júniusában turnézott és csak bluegrass dalokat adott elő.
Gill 2012. szeptember 6-án megkapta a Hollywood Walk of Fame 2478. csillagát.
2012. október 15-én bejelentették, hogy Gill szerepelni fog Kelly Clarkson “Don’t Rush” című dalában, amely Clarkson első Greatest Hits albumán jelenik meg. Az albumot az RIAA arany minősítést kapott, és 2013. október 13-ig 509.093 példányban kelt el.
2014. november 5-én, a 48. éves CMA Awards-on Gill megkapta az Irving Waugh-díjat a country zene kiválóságáért. Ez volt mindössze a negyedik alkalom, hogy a díjat 1983-as alapítása óta kiosztották. Az előző countryzenei előadó, aki megkapta a díjat, Johnny Cash volt.
2016-ban Gillt beválasztották a Forever Country című műsor 30 előadójának egyikeként, amely a CMA Awards 50 éves fennállását ünnepli.
Karrierje során Gill több mint 26 millió albumot adott el és több mint 50 Top 40-es slágert gyűjtött össze.
Gill Glenn Frey halálát követően csatlakozott az Eagles-hez, Deacon Frey mellett. Gill társ-vezető gitárosként szolgál, emellett ritmusgitárokat szolgáltat, háttérénekes, és alkalmanként megosztja Deaconnal a vezető éneket Glenn Frey szerepét helyettesítve. Kezdetben 2017-ben kezdett el turnézni a zenekarral, és továbbra is a zenekar tagjaként szolgál.
Gill vendégzenészként játszik elektromos gitáron Aaron Lewis “Love Me” című dalában, amely a 2019-es albumon szerepel: State I’m In című albumon található.