אוונס נולד בטורונטו, קנדה כאיאן ארנסט גילמור גרין. שמו שונה בגיל צעיר לאוונס, שמו של אביו החורג. משפחתו עברה לקליפורניה, שם בילה את מרבית ילדותו ונערותו.
בין השנים 1941–1948 עבד כמעבד מוזיקלי ומלחין עבור תזמורתו של קלוד ת'ורנהיל. ב-1946 עבר להתגורר בניו יורק באופן קבוע. דירתו, במרתף מתחת למכבסה, הפכה למקום בו התכנסו אחרי הופעות נגני בי בופ ממועדוני רחוב 52, שראו בקנדי המבוגר (בן 36 באותה עת, מבוגר ב-8 שנים מצ'ארלי פארקר וב-14 שנה ממיילס דייוויס) מורה רוחני. על החבורה שהתכנסה בדירה נמנו נגני הסקסופוןלי קוניץ וג'רי מאליגן, הפסנתרןג'ון לואיס, נגן הקרןגונתר שולר והטרומבוניסטיםג'יי ג'יי ג'ונסון וקאי ווינדינג. "רצינו ליצור את ההרכב הקטן ביותר האפשרי שעדיין יישמע כמו הביג בנד של קלוד ת'ורנהיל...[ולנגן ב]סגנון פחות אינטנסיבי מזה של הבי-בופ הרגיל," כתב דייוויס באוטוביוגרפיה שלו. בין 1949 ו-1950 הקליטו חברי החבורה במסגרת תשיעייה (נונט) את התקליט Birth of the Cool, שיצא לבסוף בחברת "קפיטול רקורדס" רק ב-1959 וסימן את יצירת ה-Cool Jazz.
בהמשך הפך דייוויס לחברו הקרוב של אוונס (אוונס קרא לבנו מיילס). השניים הקליטו בחברת Columbia Records, בהפקת המפיק, ג'ורג' אוואקיאן, שלושה תקליטים תחת הכותרת המשותפת "מיילס דייוויס וגיל אוונס": Miles Ahead (1957), Porgy and Bess(1958) ו- Sketches of Spain (1959). בהקלטות אלה ניצח אוונס על תזמורת (הולכת וגדלה עם השנים) כאשר מיילס דייוויס משמש כסולן בחצוצרה ופלוגלהורן וכמלחינם של חלק מהקטעים. התקליטים זכו להצלחה מסחרית ואמנותית רבה, כחיבור מוצלח בין מסורת ביג בנד ותיקה בסגנון הסווינג, השפעות של פוסט-בופ. בשנת 1962 הוציא אוונס את התקליט Quiet Nights, למורת רוחו של דייוויס, שהיה כבר בתקופה אחרת ביצירתו.
אוונס המשיך בקו הקלטות אלה בסגנון דומה עם סולנים שונים, בהם לי קוניץ וקנונבול אדרלי בתקליטים כ-Big Stuff (1957), New Bottle Old Wine and Great Jazz Standards (1958), Out of the Cool (1960) ו-The Individualism Of Gil Evans (1964) ועיבד קטעי ביג בנד עבור הגיטריסטקני בורל. ב-1966 נפגש עם הזמרת הברזילאיתאסטרוד ז'ילברטו ויצר עמה את התקליט Look To The Rainbow.
אוונס, למרות גילו המתקדם, היה פתוח לכיוונים אליהם משך את הג'אז חברו הטוב מיילס דייוויס, לאמור חיבור הדוק יותר עם רית'ם אנד בלוז ומוזיקת רוק. בשנת 1970 ניסה לתאם הקלטת אלבום עם ג'ימי הנדריקס ולהקת ביג בנד בצעד נועז, אך מותו של הנדריקס ביטל תוכנית זו[1], עם זאת ב-1974 הוציא אוונס את התקליט המכיל עיבודים של אוונס ללהיטים של הנדריקס, The Gil Evans Orchestra Plays the Music of Jimi Hendrix.
ב-1983 הוזמן גיל אוונס לנגן באופן קבוע עם תזמורתו במועדון Sweet Basil בלילות ימי שני בשבוע. ההופעות נמשכו באופן קבוע מספר שנים, עד מותו של אוונס. בהופעה הוקלטו מספר תקליטים תחת הכותרת Gil Evans and the Monday Night Orchestra. אחד מתקליטים אלה, Bud and Bird זכה בפרס גראמי לתקליט הביג בנד הטוב ביותר לשנת 1989.