Han avlade 1971 grundexamen vid University of Virginia och 1977juristexamen vid University of Virginia Law School.[1] Efter att ha arbetat i egen advokatfirma var han delstatsåklagare i Henrico County från 1987. Gilmore var därefter delstaten Virginias justitieminister (Virginia Attorney General) 1994-1998, och valdes därefter till guvernör. Han fokuserade bland annat på skolreformer och på omfattande skattesänkningar. Under Gilmores tid som guvernör avrättades 37 personer i Virginia.[källa behövs] Han benådade en mentalsjuk dödsdömd fånge. I Virginia får en guvernör enbart sitta en fyraårig mandatperiod, och Gilmore kunde därför inte ställa upp för omval 2002.[2] Han lämnade posten som ordförande för Republikanerna.
Den 26 april2007 tillkännagav Gilmore officiellt sin kandidatur i presidentvalet i USA 2008. Han profilerade sig i sin kampanj som en konservativ republikan. Gilmores yttrande om att han representerar den republikanska flygeln i partiet ("the Republican wing of the Republican Party") uppfattades som ett försök att imitera Howard Deans sätt att appellera till demokraternas kärntrupper i presidentvalet i USA 2004. Gilmore drog sig tillbaka redan 14 juli 2007 på grund av svårigheter att finansiera en fortsatt kampanj.[1]
I valet 2008 var han Republikanernas kandidat till senaten från Virginia efter att den republikanske senatorn John Warner inte ställde upp för omval.[1] Han förlorade dock stort mot den demokratiske kandidaten Mark Warner, som också var Gilmores efterträdare som Virginias guvernör.
2015 meddelade Gilmore att han kandiderade för president till valet 2016.[3] Efter lågt opinionsstöd och få röster ställde han in sin kampanj i februari 2016.[4]
