Bei den Olympischen Spielen 2012 in London errang Gillian Carleton gemeinsam mit Tara Whitten und Jasmin Glaesser die Bronzemedaille in der Mannschaftsverfolgung. Im Jahr darauf belegte sie bei den Bahn-Weltmeisterschaften in Minsk gemeinsam mit Laura Brown und Jasmin Glaesser in der Mannschaftsverfolgung Rang drei. Beim kanadischen Bahn-Wettbewerb "Challenge International sur Piste" gewann sie das 500-Meter-Zeitfahren, das Omnium sowie die Einerverfolgung.