David Gilmour naît en 1946 à Grantchester, près de Cambridge où il rencontrera par la suite Syd Barrett lors de ses études au Cambridgeshire College of Arts and Technology. Ils jouèrent souvent de la guitare ensemble mais prirent différentes directions. Tandis que Barrett fonda le groupe de Rock Expérimental Pink Floyd en 1965, Gilmour créa Flowers en 1966, groupe qui tourna essentiellement en Espagne et en France. En Janvier 1968 David Gilmour est approché par Pink Floyd afin d'assister Syd Barrett, emprunt à une forme de schizophrénie due à la consommation de diverses drogues. C'est en Octobre de la même année que Barrett quitta le groupe, laissant la place à son ami d'enfance, David Gilmour. Ce dernier participe  au processus de création dès son arrivée dans le groupe en cosignant A Saucerful of Secrets sur l'album du même nom.

Dès More en 1969, David Gilmour apparaît comme la pièce maîtresse du groupe aux côtés du bassiste Roger Waters. Mais un groupe ne peut se composer de deux fortes têtes créatrices et après une période de cohabitation dont on retiendra entre autres Obscured by Clouds, Dark Side of the Moon et Wish You Were Here, Roger Waters s'appropria de plus en plus la phase de composition du groupe, muselant par la même occasion David Gilmour qui sortit un album solo éponyme en 1978 pour libérer un peu sa créativité.
The Wall marqua en 1979 une profonde rupture avec les oeuvres précédentes des Pink Floyd en raison de la quasi-absence de Gilmour dans l'écriture, au profit de Waters. L'album suivant, The Final Cut, fut entièrement composé par le bassiste et parue sous l'étiquette d'une oeuvre de Roger Waters jouée par Pink Floyd.
Mis sur la touche, Gilmour en profita pour sortir son second album solo, About Face, en 1984.

L'année suivante Waters décida de quitter Pink Floyd, considérant que le groupe avait achevé tout ce qui lui était possible de faire. A ce moment là David Gilmour repris les rênes et sorti deux derniers albums avec les Floyd : A Momentary Lapse of Reason et The Division Bell.
Mais en 1995 l'aventure Pink Floyd prit fin et Gilmour entama une carrière « d'homme de l'ombre » dans la musique en produisant divers artistes, en faisant office de musicien studio ou bien en tant qu'ingénieur du son.

Parmi les faits marquant de la décennie 1995-2005, on retiendra surtout son introduction au Rock and Roll Hall of Fame en 1996, et son intronisation au rang de Commandeur de l'Ordre de l'Empire Britannique pour sa philanthropie et sa contribution à la musique, l'inscrivant ainsi par la même occasion au panthéon des Grands de ce monde.
Pour le Live 8 2005 les Pink Floyd se reformèrent le temps d'un concert magique à Hyde Park. Après ce concert les ventes du best-of du groupe augmentèrent de près de 1.400% ! Gilmour décida de reverser intégralement les bénéfices au Live 8, estimant que cet argent serait plus utile pour sauver des vies. Puis des rumeurs circulèrent quand a une éventuelle reformation des Pink Floyd, mais celles-ci furent vite démenties par David Gilmour qui ne se voit pas reprendre cette aventure à son âge.

Le 06 Mars 2006 David Gilmour fêta en effet ses soixante ans et sorti pour l'occasion son premier album depuis plus de dix ans, On an Island. Le disque rencontre un franc succès et atteint dans de nombreux pays la tête des charts, comme quoi les gens n'ont pas oublié ce grand monsieur malgré une décennie passée paisiblement à l'écart, mais toujours dévouée à la musique.