À vingt ans, Allain Gaussin interrompt un cursus de mathématiques-physique-chimie pour commencer des études de musique. À partir d’octobre 1966, il va continuer sa formation musicale au Conservatoire national supérieur de musique de Paris et en sort avec les Premiers prix dans les classes d’écriture et d’analyse et un Prix de composition de la classe d’Olivier Messiaen. Il y découvre les compositeurs qui seront ses références, Berio, Kagel, Xenakis et Ligeti. Il étudie par ailleurs le piano avec Hélène Boschi, la direction de chœur, la direction d’orchestre avec Louis Fourestier et la musique électroacoustique au GRM, notamment avec Pierre Schaeffer.

De 1981 à 1992, il est professeur de composition et d’orchestration à la Schola-Cantorum de Paris, puis, à partir d’octobre 1991, dans les conservatoires municipaux de Paris. Il donne des conférences et des cours de composition aux rencontres internationales de musique contemporaine de Darmstadt (Allemagne) en 1986 et 1988, à l’Université d’Osaka (Japon) en 1994, des séminaires de composition au Conservatoire national supérieur de musique de Lyon et à celui de Paris en 1998 où il prendra la suite de Marco Stroppa comme professeur de composition en 2003-2004. En 2001, il donne des conférences dans les universités de Kyoto et de Tokyo. En 2004-2005 il est compositeur en recherche à l’Ircam pour un travail sur le rythme. Il enseigne de 2000 à 2008 la composition et l’orchestration au conservatoire de Sevran et actuellement, au Conservatoire américain de Fontainebleau, ainsi que, depuis 2010, à l’Académie de musique française de Kyoto, et l’orchestration à l’Université de musique d’Osaka au Japon.

Allain Gaussin est pensionnaire de la Villas Médicis, Académie de France à Rome de 1977 à 1979 – où il compose notamment Eclipse (1978) et Colosseo (1979) – et du DAAD (Académie internationale des arts de Berlin) en 1985. En 1994 il est en résidence à la Villa Kujoyama à Kyoto, où la découverte de la culture japonaise vient enrichir ses sources d’inspiration de compositions comme Satori (1998), Jardin Zen (1999) ou Tokyo-City (2008). Il est lauréat du Prix de la SACEM en 1983 et en 1989, de la Fondation de France pour Arcane en 1986, reçoit le parrainage de la Fondation Beaumarchais en 1991 et de l’Association Orcofi en 1992. En 1995, il gagne le Grand prix international du disque de l’Académie Charles Cros pour Irisation-Rituel, Camaïeux et Arcane, en 1998, le Prix international de composition ICONS de Turin pour Mosaïque céleste.

Également poète, Allain Gaussin écrit les textes qu’il met en musique – Irisation-Rituel (1980), Les voix de la mémoire (1985) – et publie des recueils de poèmes, Transes et lumière (1976), préfacé par Olivier Messiaen et L’attente… L’absolu (2004) réédité dans une traduction allemande en 2009, dont il tire Au-delà du temps pour mezzo-soprano et harpe en 2018. Sa musique, comme sa poésie, touche directement les sens. Affranchie des structures strictes, du cloisonnement paramétrique et de la tradition sérielle, elle est nourrie par une puissante énergie née du travail sur le matériau sonore et du jeu entre tension et détente. Dans L’harmonie des sphères, l’outil électronique vient approfondir son travail sur la texture sonore.

Il est depuis 2012 Président d’honneur de l’Association Franco-Japonaise de la Musique Contemporaine.