2011 begann Gillian Carleton mit dem Bahnradsport, nachdem sie beim Straßentraining von einem Lastwagen angefahren worden war. Im selben Jahr wurde sie kanadische Vize-Meisterin im Sprint. Im November 2011 erlitt sie beim Lauf des Bahnrad-Weltcups in Astana einen Beckenbruch nach einem Sturz während des Punktefahrens. Trotzdem fuhr sie das Rennen zu Ende und wurde Vierte. Beim Lauf des Weltcups 2012 in London belegte sie gemeinsam mit Jasmin Glaesser und Tara Whitten Platz zwei in der Mannschaftsverfolgung. Bei den UCI-Bahn-Weltmeisterschaften 2012 in Melbourne wurde das kanadische Team in derselben Besetzung Dritte.