Né à São Paulo (Brésil) le 3 avril 1997, Gabriel Jesus a débuté le football dans sa ville natale, au sein du club d'Anhanguera. Il a ensuite rejoint les équipes de jeunes de l'un des plus grands clubs du pays, Palmeiras (São Paulo), en 2013. Il a fait ses débuts en équipe première en mars 2015 et a remporté le championnat (2016) ainsi que la Coupe (2015). Il a d'ailleurs été élu meilleur joueur du Brasileirão en 2016.

Ses excellentes performances au Brésil lui ont ouvert les portes de l'Europe. À l'été 2016, il a signé avec Manchester City, sous les ordres de Pep Guardiola. Il a disputé un total de 236 matchs avec les Citizens, inscrivant 95 buts et délivrant 45 passes décisives. Avec les Sky Blues, il a remporté quatre titres de Premier League (2017/18, 2018/19, 2020/21 et 2021/22), une FA Cup (2018/19), quatre Coupes de la Ligue (2017/18, 2018/19, 2019/20 et 2020/21) ainsi que deux Community Shields (2018 et 2019).

En juillet 2022, il a rejoint Arsenal, club avec lequel il a disputé 123 matchs, marqué 32 buts et délivré 22 passes décisives. En janvier 2025, il a subi une rupture du ligament croisé antérieur qui l'a tenu éloigné des terrains jusqu'en décembre. Il a contribué au sacre des Gunners en championnat d'Angleterre lors de la saison 2025/26, inscrivant trois buts en 14 rencontres.

À l'été 2026, il a rejoint le Barça et a hérité du numéro 9, laissé libre par Robert Lewandowski.

En sélection, Gabriel Jesus a fait ses débuts dans les catégories de jeunes du Brésil, notamment avec les U20. Il fait partie de l'équipe qui remporte l'or aux Jeux olympiques de 2016 à Rio de Janeiro. Il contribue à cette médaille en inscrivant trois buts au cours de la compétition. Il fait ses débuts avec la Seleção en septembre 2016 et il est sélectionné pour les Coupes du monde 2018 et 2022, ainsi que pour les Copa América 2019 et 2021. Son palmarès compte d'ailleurs la Copa América 2019.