Льюис Гилберт родился 6 марта 1920 года в Лондоне в семье артиста эстрады.
В детские и юношеские годы снимался в кино, в возрасте 17 лет сыграл небольшую роль в комедии режиссёра Тима Вилана «Развод леди Икс», где его партнёром по сценической площадке был Лоуренс Оливье.
В годы Второй мировой войны служил в отделе пропаганды Военно-воздушных сил Великобритании. Знакомство с американским режиссёром Уильямом Кайли и британским продюсером Артуром Элтоном предопределили выбор профессии.
Наиболее известен по комедийной мелодраме «Алфи», трём лентам из Бондианы («Живёшь только дважды», «Шпион, который меня любил», «Лунный гонщик») и экранным воплощениям пьес британского драматурга Уилли Рассела «Воспитание Риты» и «Ширли Валентайн».