Получил военное образование, по специальности артиллерист. Участник галлиполийской кампании турецкой армии под руководством Ататюрка, затем воевал в Палестине и Сирии, попал в плен к британцам. После Первой мировой войны примкнул к Ататюрку и участвовал в греко-турецкой войне.
Сделал карьеру в армии, в конце 50-х занимал пост командующего наземными силами, с которого ушел в отставку по настоянию гражданского руководства страны, и в первую очередь премьер-министра Аднана Мендереса.
Был организатором переворота 1960 года, после успеха которого занял пост главы государства. В мае 1960 — марте 1966 — президент Турции. Скончался на посту президента.
В 1961 году Джемаль Гюрсель стал инициатором разработки первого турецкого автомобиля Devrim, в производство который так и не запустили.