Gillian Leigh Anderson nació el 9 de agosto de 1968 en Chicago, Illiniois, USA, hija de Edward y Rosmary Anderson. En su infancia vivió en Puerto Rico y Londres durante 9 años, mudándose a Michigan cuando tenía 11 años.

Luego de graduarse se traslada a Chicago donde asiste a la "Goodman Theater School" en la Universidad de De Paul y al finalizar sus estudios se muda a Nueva York, donde obtiene algunos éxitos en el teatro.

En 1991 se traslada a Los Angeles con el fin de iniciar una carrera en el cine, debutando en la pantalla grande en 1992 en "The Turning".

Pero será en 1993 donde se ganará el reconocimiento público al interpretar a la famosa agente Scully en "The X-Files", serie televisiva que la tendrá como protagonista en todos los años de su gran suceso. Suceso tan grande, que el propio FBI recibía numerosas cartas dirigidas a ella.

Dado que "The X-Files" se filmaba en North Vancuver, Canadá, ahí se tuvo que mudar nuevamente Gillian, lugar de su actual residencia junto a su esposo y su hija.

En 1994 Gillian se casó con Errol Clyde Klotz, director de arte de "The X-Files", en una ceremonia budista. Al poco tiempo nacería su hija: Piper Anderson.

Además de su actuación en televisión, ha participado en varios filmes como: "Mononoke Hime" de 1997, "Chicago Cab", "The Mighty", la versión en cine de "The X-Files" y "Playing by Heart", todas en 1998, y "The House of Mirth" de este año.