L'héritage maternel lui permet de réaliser son premier court-métrage, Soleil éteint, en 1958. Il s'inspire du prénom de sa mère (Gilette) pour créer son pseudonyme. Après des études aux Beaux-arts, il part pour Paris, où il travaille comme assistant auprès de François Reichenbach en 1964.
Son premier long-métrage, L'Amour à la mer (1962), où apparaissent Juliette Gréco,
Romy Schneider et Jean-Pierre Léaud, sort sans distributeur en 1965. On y voit déjà son acteur fétiche Patrick Jouané. Il travaille pour la télévision (sur les émissions Dim, Dam, Dom, Pour le plaisir...) et tourne des "ciné-reportages" (Ciné Bijou, Pop'âge).
Au pan coupé recueille les éloges de
Marguerite Duras, puis Le Clair de terre, avec Edwige Feuillère, reçoit ceux de Jean-Louis Bory (1970). Il tourne un court-métrage pour accompagner Les Voyous de
Claude Lelouch, Côté cour côté champ (1971).
Sa relation amoureuse avec
Jeanne Moreau semble inspirer le long-métrage Absences répétées dont l'actrice interprète la chanson, film qui reçoit le prix Jean-Vigo en 1973.
Hélène Martin lui propose de réaliser un documentaire sur Jean Genet, Saint, poète et martyr. Il est diffusé lors d'un festival de films gays organisé par Lionel Soukaz en 1978, troublé par un groupe fasciste qui blesse le réalisateur.
Ses derniers films à sortir en salles sont Le Crime d'amour (1982), avec
Richard Berry et
Jacques Penot, et Nuit docile (1987). Atteint du sida, rencontrant des difficultés avec la production, il peine à achever Néfertiti, la fille du soleil en 1994.
Le court métrage de Gaêl Lépingle, Guy Gilles et le cinéma désaccordé tente un éclairage de son oeuvre.
Une rétrospective a été présentée lors du 31° Festival international du film de La Rochelle en juillet 2003