Narodil se jako Joseph Gilles Henri Villeneuve 18. ledna 1950. Všichni viděli, že má obrovský talent, ale jezdil pořád jako splašený. Když na konci roku 1977 testoval u Ferrari, auto jeho styl jízdy nevydrželo, úplně oddělal brzdy. Enzo Ferrari ale věděl, že v něm něco je a vzal ho v Maranellu do učení.
Villeneuve ze začátku kariéry závodil v Severní Americe s rychlými sněžnými skútry a jeho fantastický smysl pro rovnováhu pocházel možná právě odtud. Dále závodil v sériích Formule Ford a Formule Atlantic, kterou dokonce v letech 1976 a 1977 vyhrál. V F1 získal první zkušenost v roce 1977 se starým McLarenem M23-Ford v britské VC. Po tom, co se kvalifikoval na skvělém devátém místě a v závodě skončil se špatným autem jedenáctý, si ho již vyhlédl Enzo Ferrari a Gilles měl na poslední dva závody sezony nahradit končícího Nikiho Laudu. V Japonsku ho potkala nepříjemná nehoda, ale to k jeho stylu jízdy tak nějak patřilo.
První vítězství ve Formuli 1 si připsal před domácími fanoušky v Montrealu v roce 1978 s Ferrari 312 T3. Pokud je vůbec možné charakterizovat jezdce podle jediného závodu, v případě Villeneuva by to byla Velká cena Francie v Dijonu v roce 1979, kde předvedl pamětihodný souboj s Francouzem René Arnouxem. Gilles řidil Ferrari 312 T4, zatímco Arnoux měl k dispozici znatelně lepší Renault RE10 turbo. I přes tuhle nevýhodu Villeneuve nevzdal ani centimetr trati a neustále posouval limity auta. Villeneuve brzdil do zatáček neskutečně pozdě a téměř fanaticky se s Arnouxem rval o jakoukoli výhodu, až se mu ho nakonec podařilo porazit, i když vítěze Jean-Pierre Jabouilleho dostihnout nedokázal.
Ve stejném roce také Gilles zajel při Velké ceně v Holandsku jedno ze svých nejvíc zapamatovatelných kol v F1. Jeho levá zadní pneumatika náhle vypověděla službu. Po kratší exkurzi na trávu ale Villeneuve dostal auto zpět na trať a divoce s ním jel na třech pneumatikách. Kolo bez pneumatiky odpadlo ještě předtím, než se dostal do boxů, kde trval na tom, aby mu nainstalovali nové. Trvalo to nějaký čas, než ho tým dokázal přesvědčit, že to dál nepůjde.
Ten rok dokázal ještě vyhrát v Jižní Africe, USGP West v Long Beach a East na Watkins Glen. V posledním závodě sezony v Monze měl na dosah titul. Očekáválo se ale, že ustoupí týmovému kolegovi Jodymu Scheckterovi. Villeneuve byl čestný muž a dokázal svoji velikost, když skutečně nechal Schecktera v Itálii vyhrát a o čtyři body získat celkové prvenství.
Ferrari 312 T5 pro sezonu 1980 bylo jedno z nejméně konkurenceschopných aut, které kdy Maranello vyprodukovalo a tým za celou sezonu nezískal lepší, než čtvrté místo. Další sezona byla o něco lepší, Ferrari změnilo nastavení a Gilles získal alespoň dvě vítězství.
V roce 1982 FOCA bojkotovala závod v San Marinu, takže startovní pole se zúžilo jen na 14 aut. 22. dubna se v Imole konala tajná večeře a v podstatě se zde rozhodlo, jak bude závod probíhat. Mimo jiné bylo domluveno, že Arnouxův Renault a obě Ferrari z první poloviny závodu udělají show a diváci si přijdou na své, ale ve druhé polovině již mělo jít jen o to, aby se do cíle dostalo co nejvíce aut. Vítězem měl být ten, který povede posledních deset kol. Po odstoupení Arnouxe převzal Villeneuve ve 44. kole ze 60 vedení a jel si pro výhru, ale jeho týmový kolega Didier Pironi měl jiné plány a Kanaďana v 59. kole předjel a zvítězil. Villeneuve zuřil na Pironiho nečestnost a odmítl s ním znovu promluvit.
O dva týdny později Gilles zemřel na okruhu Zolder při kvalifikaci na Velkou Cenu Belgie. Davy fanoušků se sešly u brány továrny v Maranellu a týmovou kancelář zaplavily modlitby a epitafy a bylo po něm pojmenováno několik ulic v Itálii – včetně jedné v továrním komplexu Ferrari – náměstí a zatáček na okruzích. Gilles Villeneuve se stal legendou, která přetrvává dodnes.