Gillberg disputerade 1981 vid Uppsala universitet och är sedan 1986 professor i barn- och ungdomspsykiatri vid Göteborgs universitet. Han är hedersprofessor vid flera universitet i Storbritannien samt överläkare vid Drottning Silvias barnsjukhus i Göteborg. År 2010 grundades Gillbergcentrum som verkar för återväxten av forskare inom ämnesområdet barn- och ungdomspsykiatri.