David Jon Gilmour nasceu em 06 de março de 1946 em Grantchester, Cambridge. Sua mãe é Sylvia Gilmour e seu pai é Douglas Gilmour. Douglas foi um professor de genética na Universidade de Cambridge. Em 1975 David casou-se com Ginger, que então passou a se chamar Ginger Gilmour. Tiveram três filhas: Sara, Clare e Alice, e um filho, Matthew. David divorciou-se de Ginger em 1988.
É o membro mais novo do Pink Floyd. Foi convidado após a saída de Syd Barrett da banda. O primeiro trabalho do Pink Floyd liderado por David Gilmour (após a era Roger Waters) foi o disco A Momentary Lapse Of Reason. Depois de algum tempo fora a banda voltou a lançar um disco com músicas inéditas, aliás, um dos melhores trabalhos do Pink Floyd, o disco The Division Bell. Nos anos 90 foi lançado um disco ao vivo, em Earls Curt, Londres, chamado P.U.L.S.E., com direção e liderança de David Gilmour.
David Gilmour é um dos melhores guitarristas do mundo, sabe como ninguém usar ecos, delays, e distorções, com essas características consegue criar sons progressivos implementados com grandes efeitos como ninguém.
Hoje David vive em West Sussex com sua atual esposa chamada Polly Samson, uma jornalista que o ajudou em algumas canções no disco The Division Bell.
Em junho de 1995 David foi pai novamente, teve um bebê com Polly que se chama Joe. Antes de se casar com David Gilmour, Polly era casada e mãe de uma filha, que hoje mora com o casal Gilmour.
David Gilmour, além da música tem outra paixão: a de voar. Possui uma coleção de aviões clássicos da Intrepid Aviation Company.