Pierre Gilou suit les cours du lycée d'arts graphiques Corvisart (nommé auparavant Centre d'arts graphiques), créé par Henri Cadiou en 1942, puis les Cours normaux de la ville de Paris afin d’y approfondir ses connaissances en dessin, en anatomie et en perspective. Puis il se consacre en 1962 à la peinture qu'il pratique en autodidacte. Il expose dès sa jeunesse avec les peintres du mouvement Trompe-l'œil/Réalité, fondé par son père Henri Cadiou au début des années 1950.
Passionné par la lumière et le rendu des matières, Gilou est un admirateur de Vermeer, Georges de La Tour et du Caravage. Il aborde des sujets insolites, parfois proches du surréalisme. Son amour du clair-obscur n’excluant ni le paysage ni la nature morte, le conduit au trompe-l’œil qu'il pratique parallèlement aux autres genres, en lui conférant, bien-sûr, la sensibilité sans laquelle il n'y a pas d'œuvre d'art.
En 1989, après le décès de son père, Henri Cadiou, Pierre Gilou prend la suite de ce dernier et organise les manifestations du groupe Mouvement Trompe-l'Œil/Réalité, y accueillant les nombreux jeunes artistes attirés par cette tendance de l'art contemporain.
Outre son activité picturale, depuis 1989 Pierre Gilou consacre une grande partie de son temps à la défense des sociétés artistiques dont les Salons Historiques du Grand Palais sont l’émanation. Convaincu de l’utilité de ces organismes préservant l’originalité et la multiple variété des expressions de l’art vivant, en 1988 il fonde avec Henri Cadiou, Mirabelle Dors, Jean Monneret (peintre) et quelques autres artistes, le Comité de Défense des Artistes du Grand-Palais Les interventions permanentes de ce dernier auprès des élus visent à leur faire prendre conscience à que l’aide de l’État doit être matérielle et non financière, orientée vers un art libre représentant la diversité des tendances actuelles et non utilisée à la promotion d'un art officiel artificiellement valorisé. L'intervention de l'État consiste essentiellement à procurer aux artistes des lieux, tel le Grand-Palais. De nos jours, le comité poursuit ses activités.
Il est également professeur d'arts plastiques au prestigieux lycée Montaigne, dans le VIe arrondissement de Paris, jusqu'à sa retraite en 2003.
2009 : Lunéville (France - Salon international d'automne - Invité d'honneur).
2011 : Pléneuf-Val-André (France - Biennale 2011 Couleurs et formes - Invité d'honneur).
2012 : Neuenstadt am Kocher (Allemagne)- Musée de Neuenstadt : organisation et participation à l'exposition du Groupe Trompe-l'œil-Réalité, dont des œuvres d'Henri Cadiou (fondateur du Groupe)
Expositions avec le mouvement Trompe-l'œil/Réalité
