Родился в семье австралийских эмигрантов, фамилию «Эванс» взял по отчиму-горняку. Когда Джил был ещё ребёнком, семья часто переезжала с места на место, пока не осела в Калифорнии.
Дж. Эванс был музыкантом-самоучкой. Склонность к джазу проявляется у него уже в 15-летнем возрасте. Особенное влияние оказали на Эванса ранние записи Дюка Эллингтона и Луиса Армстронга. В 1933 году он организовывает свой первый джаз-бэнд в Стоктоне, в 1937 году — вторую подобную группу в Бальбоа Бич. В 1941—1942 годах и после войны Эванс работает аранжировщиком танцевальных и развлекательных номеров для оркестра Клода Торнхилла. В 1946 году он демобилизуется из американской армии и с тех пор живёт и работает в Нью-Йорке.
В начале 1950-х Дж. Эванс работает аранжировщиком на радио и телевидении; в 1952 выступает вместе с Маллигеном в клубе Basin Street East; в 1957—1963 годах играет вместе с Майлзом Дэвисом. В 1957 Эванс организует свой третий по счёту джаз-оркестр «The Gil Evans Orchestra», в том же году осенью записывает свой первый альбом Big Stuff. В 1958 году ему следуют ещё 2 — New Bottle и Old Wine, в конце 1960 — программный Out of the Cool. В 1968 году Эванс записывает свой «латиноамериканский» альбом с певицей Аструд Жилберту — Look to the Rainbow. В том же 1968 году музыкант получает поощрительную стипендию Гуггенхайма.
С 1970 года Джил Эванс начинает работать с электронной музыкой, в частности в джаз-роке и фри-джазе. В 1969/1971 создаётся альбом Blues In Orbit, в 1971 году — Where Flamingos Fly, в 1973 — Svengali. В 1974 году Джил Эванс устраивает грандиозный концерт в нью-йоркском Карнеги-холле. В 70-е — 80-е годы ХХ века также следуют многочисленные гастрольные турне музыканта — в Японию (1972, 1976), в Швейцарию, Францию, Италию, Швецию (1974), Польшу (1976), Германию (1978), Данию, Францию, Италию, Финляндию (1981), Англию (1983).
Из альбомов Дж. Эванса, вышедших в последние годы его жизни, следует назвать Pristress (1977), Live At The Public Theatre (1980), Live At Sweet Basil и Farewell (1984-88). Совместно с Ли Коницем был сделан альбом Heroes & Anti-Heroes (1980).
Джил Эванс скончался в возрасте 75 лет в Мексике от воспаления лёгких.