Gillain wurde 1992 für "Mein Vater, der Held" und 1996 für "Der Lockvogel" für den französischen Filmpreis César als Beste Nachwuchsschauspielerin sowie 1998 für "Duell der Degen" als Beste Hauptdarstellerin nominiert. 1996 erhielt sie den Romy-Schneider-Preis. Für ihre Hauptrolle einer jungen Richterin in Philippe Liorets Spielfilm "Toutes nos envies", die sich in einen älteren, desillusionierten Arbeitskollegen (gespielt von Vincent Lindon) verliebt, wurde sie 2012 abermals für den César nominiert.