בגלל המשכורת הנמוכה באמריקה מיניירו, ז'ילברטו נאלץ להפסיק לשחק כדורגל כדי לקחת מספר עבודות, ביניהן כנגר וכפועל במפעל ממתקים, ונראה היה שחלום הילדות שלו מתרחק ממנו. כשעבד במפעל המשכורת שלו הייתה נמוכה מאוד, משכורת חודשית השווה ל-50 פאונד לפי השער ב-2002. לאחר שלוש שנים של עבודה במפעל, הנער בן ה-18 החליט לנסות שנית את מזלו בכדורגל על ידי כניסה לאקדמיה לנוער של אמריקה מניירו. זמנו באקדמיה זמנו היה קצר עקב המצב המדרדר בבית שגרמה מחלתה של האם. הוא חזר לעבוד במפעל עם תקווה מעטה להיות כדורגלן.
ראשית הקריירה.
בשנת 1997 חבריו של ז'ילברטו ניסו לשכנע אותו לנסות שוב לשחק כדורגל, ומשום כך חתם עם אמריקה מיניירו ב-1 ביוני 1997, הפעם כשחקן מקצועי. בגיל 21 ג'יבלרטו היה בלם בקבוצה הראשונה. בזמן עונתו הראשונה באמריקה מיניירו הוא היה אחד משחקני המפתח בקבוצה, על אף ביקורת מכמה אוהדים על חוסר יציבות. הוא עזר לקבוצה לזכות באליפות ליגת המשנה הברזילאית ולעלות לליגת העל הברזילאית.
בעונתו השלישית בקבוצה, כאשר הקבוצה ירדה בחזרה לליגה השנייה ב-1999, הוא שיחק 20 משחקים והבקיע שער אחד ועזר לקבוצה לסיים במקום השני. בשנת 2000, בגיל 24, הוא הצטרף ליריבה העירונית אתלטיקו מיניירו. בעונתו הראשונה במועדון, הוא נפצע בשוק הימנית, ולכן החמיץ מספר משחקים. בעונתו השנייה, ז'ילברטו הועבר על ידי המאמן לשחק כקשר אחורי, תפקיד בו פרח. הוא הבקיע שלושה שערים בעונת 2001 ונהפך לתגלית בכדורגל הברזילאי.
באוקטובר 2001 יכולתו הטובה באותה שנה זיכתה אותו בקריאה לייצג את נבחרת ברזיל על ידי לואיס פליפה סקולרי במשחקי מוקדמות מונדיאל 2002. הופעת הבכורה שלו בשורותיה הייתה במשחק נגד צ'ילה ב-7 באוקטובר, כאשר נכנס כמחליף. ב-7 בנובמבר הוא פתח לראשונה בהרכב במשחק נגד בוליביה. הקריירה הבינלאומית שלו המשיכה לפרוח בתחילת 2002. הוא הבקיע פעמיים במשחק נגד בוליביה ופעם נגד איסלנד. בשנת 2002 קראו לו באופן מפתיע לייצג את הנבחרת במונדיאל 2002 שנערך בקוריאה הדרומית ויפן. הוא נועד לשחק מעט בטורניר, אך הקשר האחורי וקפטן הנבחרת אמרסון נפצע באימון ממש לפני המשחק הפותח. לאור הפציעה, המאמן סקולארי הציב את ז'ילברטו למלא את החלל שאמרסון הותיר. ז'ילברטו שיחק בכל דקה בטורניר, בו ברזיל ניצחה. משחקו בטורניר זכה לתשבחות רבות, ובמילותיו של מגזין וז'ה, ז'ילברטו "החזיק את הפסנתר עליו רונאלדו וריבאלדו ניגנו את יצירותיהם". חלקו לא היה הגנתי בלבד, שכן הוא בישל את השער לרונאלדו בחצי הגמר, שהוביל את ברזיל לגמר.
ביצועיו המרשימים במונדיאל הובילה רבים להחשיב אותו כקשר האחורי הטוב בעולם.
קריירה בוגרת.
יכולתו המרשימה של ז'ילברטו במונדיאל 2002 תפסה את תשומת הלב של מאמנים רבים. ז'ילברטו חשק במעבר לאנגליה, ואמר כי "זה יהיה פנטסטי לשחק נגד שחקנים כמו דייוויד בקהאם שוב." אסטון וילה וארסנל הובילו את המרדף להחתמתו. באוגוסט, בעודו תחת חוזה עם אתלטיקו מיניירו, הוא הצטרף לארסנל במסע קדם העונה שלהם באוסטרליה, ואף על פי שלא היה חתום בקבוצה, העסקה נראתה קרובה מאוד. למרות זאת, סיבוכים עלו כאשר הוטל איסור מכירת שחקנים על אתלטיקו מיניירו מאחר שלא שילמה משכורת לשחקנים, ביניהם ז'ילברטו. הייתה גם בעיה בנתינת הרשאת עבודה בבריטניה לז'ילברטו. על אף הסיבוכים, ג'יבלרטו סיים קיץ גדוש הספקולציות בהצטרפות לארסנל ב-7 באוגוסט 2002 במחיר של 4.5 מיליון פאונד. בעת חתימתו, מאמן ארסנל ארסן ונגר אמר ש"מה שאהבתי הוא העובדה שהוא שמר על פשטות העניינים. הוא יכול לשחק בכל רחבי הקישור אבל תפקיד הקשר האחורי היא מה שהוא עושה הכי טוב."
ארסנל.
כאשר ז'ילברטו עבר לאנגליה והחל באימונים בארסנל, הוא קנה דירה בדרום הרטפורדשייר. עקב היותו רגיל לחיים בעיירות ברזילאיות קטנות, הוא התקשה בהתחלה להסתגל לדרך החיים החדשה בלונדון. אף על פי כן, ביצועיו במגרש כמעט ולא הושפעו מכך. ב-1 באוגוסט 2002 הוא ביצע הופעת הבכורה שלו במדי ארסנל כמחליף, במשחק נגד ליברפול במחצית השנייה של משחק גביע הקהילה, בו הבקיע את שער הניצחון. כאשר החלה עונת 2002/03, ז'ילברטו נעמד מול תחרות קשה על מקום בהרכב הפותח עם חברו למדינה אדו. אחרי שני משחקים בהם נכנס כמחליף, ז'ילברטו שיחק להרכב הפותח ב-27 באוגוסט, ועזר לארסנל לנצח 5-2 את ברומוויץ'. הכושר הטוב של ז'ילברטו המשיך ובא לידי ביטוי כשהבקיע את השער המהיר ביותר שהובקע בליגת האלופות, 20.07 שניות לאחר הפתיחה במשחק נגד פ.ס.ו איינדהובן ב-25 בספטמבר 2002. למרות זאת, הבעיות המשפטיות המשיכו, מאחר שמעברו לאנגליה לא הושלם לחלוטין באופן חוקי. כתוצאה מכך ז'ילברטו הורה לעורכי דינו להחל בהליכים חוקיים נגד אתלטיקו מיניירו על השכר שלא שולם לו בנובמבר 2002. נטען נגד אתלטיקו מיניירו ששילמה לז'ילברטו רק חצי ממה שהגיע לו במעברו לארסנל.
במחצית השנייה של עונת 2002/03, הוא נשאר שחקן הרכב פותח קבוע בארסנל. אפילו אף על פי שסבל מירידה בכושר לקראת סוף העונה, הוא זכה עם הקבוצה בגביע האנגלי כשניצחו בגמר את סאות'המפטון 1-0 באצטדיון המילניום.
בעונת 2003/04 מצבו של ז'ילברטו השתפר אף יותר, והיה לו חלק מרכזי בזכייתה של הקבוצה באליפות ללא אף הפסד בליגה. הוא שיחק ב-32 מתוך 38 משחקים בלתי מנוצחים באותה עונה. עונתו הבאה התחילה באופן מרשים כקודמתה, כשהבקיע באצטדיון המילניום את השער הראשון מתוך שלושה של ארסנל על מנצ'סטר יונייטד במגן הקהילה, משחק בו ארסנל ניצחה 3-1. בזמן משחקי פתיחת העונה הוא החל לסבול מכאבים חזקים בגב, ואחרי משחק בבולטון ב-27 בספטמבר 2004 סריקה חשפה שבר בגבו. בהתחלה דווח כי יהיה מושבת למשך חודש. בדיווחים מאוחרים יותר נאמר כי הפציעה עלולה להשבית אותו לעונה שלמה.
רופאו של ז'ילברטו הורה לו לשים משען לגב לשלושה חודשים שיעזור לו להחלים מהשבר. ז'ילברטו חזר לארץ מולדתו, ברזיל, בתקופת ההשתקמות. בזמנו שם, היה לו ספק רב אם יחזור אי פעם לשחק כדורגל, מאחר שהיו חששות שהפציעה תפגע בקריירה שלו. על אף חששותיו, השיקום הארוך שלו השתלם והוא החלים לגמרי. הוא חזר לשחק כדורגל בניצחון ארסנל 4-1 על נוריץ' סיטי ב-22 באפריל 2005. בעונת 2004/05 ג'יבלרטו היה פצוע לשבעה חודשים ושיחק רק 17 משחקים. חסרונו, בשילוב עם הירידה בכושר של ארסנל באותה תקופה, הוביל לדיונים רבים בשאלת חשיבותו לקבוצה. היו שהציעו שארסנל מתקשה מאוד ולא יכולה להסתדר בלעדיו. עונתו הקשה של ז'ילברטו הסתיימה בנחמה, לאחר שארסנל סיימה את העונה כסגנית האלופה בליגה וכזוכת הגביע האנגלי אחרי שניצחה את מנצ'סטר יונייטד בבעיטות עונשין. בזמן הקיץ, ב-22 ביוני 2005, ז'ילברטו שיחק עם נבחרת ברזיל בגביע רק משחק אחד - הוא היה בכושר ירוד מאחר שכמעט לא שיחק בהרכב ארסנל.
ביוני 2005 סוכן הכדורגל ג'ק ליכטנשטיין תבע את אתלטיקו מיניירו על מעברו של ז'ילברטו ב-2002. עורך דינו של ליכטנשטיין טען כי הוא ושותפו הלא רשמי, רוני רוזנטל, מעולם לא קיבלו את חלקם ממחיר העברתו של ז'ילברטו לארסנל מאתלטיקו מיניירו ביולי 2002. ארסן ונגר וסגן-יושב ראש הקבוצה דייוויד דין הביאו את עדותם במשפט וטענו כי ארסנל ניהלה משא ומתן ישיר עם אתלטיקו מיניירו וששום סוכן היה מעורב בעסקה. השופט במשפט היה ריימונד ג'אק, ובסיומו, ב-29 ביוני פסק נגד ליכטנשטיין, והורה על התובעים לשלם לאתלטיקו מיניירו 94,000£. שנה לאחר מכן המקרה המקרה הקשה הִקְשָׁה על ארסנל, כאשר שחקנה לשעבר אשלי קול ביקר את המועדון על "צביעות וסטנדרטים כפולים" בגישתם לז'ילברטו.
עם הרגעות האירועים המשפטיים, עונת 2005/06 החלה. בעקבות עזיבתו של הקשר וקפטן הקבוצה פטריק ויירה ז'ילברטו נהיה דמות ראשית בארסנל. בתחילת העונה, בספטמבר 2005, רצונו לעזוב את ארסנל גרמה לו להאריך את חוזהו עד יוני 2009.
חודש לאחר מכן נאמנות זו השתלמה, ב-18 באוקטובר 2005, ז'ילברטו הופיע לראשונה כקפטן הקבוצה במשחק נגד ספרטה פראג. על אף תקופה של כושר ירוד בחודשי החורף של העונה, ביצועיו המרשימים בהגנה בזמן השלבים המאוחרים של ליגת האלופות, בייחוד במשחקים נגד ריאל מדריד, יובנטוס, וויאריאל, הביאו לשיבוחו בתקשורת. ב-17 במאי 2006 ז'ילברטו שיחק במדי ארסנל בגמר ליגת האלופות נגד ברצלונה, משחק בו ארסנל הפסידו 2-1. בזמן הקיץ שלאחר מכן היו שמועות שמילאן וליון מעוניינות בשירותיו של השחקן. אף אחת מהקבוצות הללו הגישה הצעות רשמיות. לאור יכולתו בליגת האלופות, ז'ילברטו נבחר לייצג את נבחרת ברזיל במונדיאל 2006. ז'ילברטו שיחק כמחליף ופתח פעמיים, בגלל פציעה של אמרסון. ברזיל הפסידה לצרפת 1-0 ברבע הגמר. עקב אכזבת הנבחרת במונדיאל, הקשר ז'וניניו קרא לחברין המבוגרים בקבוצה, ביניהם ז'ילברטו, לפרוש מכדורגל בינלאומי, אך לאחר מינויו של גיבול ילדותו דונגה להיות מאמן הנבחרת, ז'ילברטו החליט לסבר לעצתו של ז'ויניו והוא המשיך לייצג את הנבחרת.
בעקבות עזיבתם של המגן סול קמפבל ופרישתו של החלוץ דניס ברגקאמפ בקיץ 2006, ז'ילברטו הוכרז כסגן-הקפטן של הקבוצה בעונת 2006/07. הוא התחיל את העונה היטב, בכך שהבקיע את שערה הראשון של ארסנל באצטדיון האמירויות בשוויון 1-1 עם אסטון וילה. הכושר המעולה שלו המשיך, והוא הבקיע מספר שערי ליגה שעזרו לו לקבל שבחים בעוד הקפטן תיירי הנרי היה פצוע.