Gilles Tremblay est né le 6 septembre 1932 à Arvida, Québec. Ses premières études privées sont principalement avec Jocelyne Binet, Edmond Trudel et Gabriel Cusson. De 1949 à 1954, il étudie le piano au Conservatoire de musique de Montréal avec Germaine Malépart, se méritant en 1953 un premier prix de piano. Parallèlement, il travaille la composition en privé avec Claude Champagne.

Ensuite, il suit les célèbres cours d’analyse de Messiaen à Paris, recevant un premier prix en 1957. Pendant cette période, il travaille le piano et l’écriture avec Yvonne Loriod. L’année suivante, il se voit mériter une première médaille d’ondes Martenot au conservatoire, ainsi qu’une licence en contrepoint à l’École Normale Supérieure de musique.

Les rencontres avec d’autres compositeurs se font plus fréquentes durant son séjour en Europe. À Darmstadt, il fait la connaissance de Stockhausen. En 1959, il effectue un stage à l’O.R.T.F. à Paris avec le Groupe de recherches musicales, sous la direction de Pierre Schaeffer, où il se retrouve avec Amy, Boucourechliev, Ferrari, Mâche et Xenakis. En 1960, une bourse lui permet de suivre, toujours à Darmstadt, les cours d’été de Pierre Boulez et d’Henri Pousseur.

Au cours des années 60, Tremblay sera tour à tour enseignant, conférencier, animateur de l’émission radiophonique Festivals. C’est aussi à cette époque que le compositeur s’affirme.

En 1966-67, il se consacre à la sonorisation du pavillon du Québec à Expo 67, sonorisation qui lui a valu le Prix Calixa-Lavallée. En 1972, grâce à une bourse du Conseil des Arts, Tremblay entreprend un voyage d’études en Extrême-Orient. Il fait partie des jurys de nombreux concours internationaux et verra ses oeuvres exécutées à Montréal, Toronto, Paris, Londres, New York, Tokyo et ailleurs.

L’oeuvre de Tremblay fait preuve d’une constance remarquable dans les préoccupations au niveau de la recherche. La définition de quelques termes de Tremblay nous permettra de visualiser son monde musical. Certaines parties d’une oeuvre sont dites en mobile. Des notes encadrées dans la partition déterminent les hauteurs dont peut disposer le musicien ; par contre, celui-ci est libre de choisir l’ordre dans lequel il exécutera ces notes.

Afin de structurer, sur le mode indéfini, des laps de temps, Tremblay utilise durée-souffle, durée-résonance, durée-arco. Ces diverses formes de durées constituent des moments, pour ainsi dire, «d’élargissement» de la trame sonore.