Né en 1961 à Pointe-à-Pitre, Gilles Bloch est polytechnicien, docteur en biophysique moléculaire et en médecine.
Dans le cadre de son post-doctorat, effectué à l’université Yale, aux États-Unis, il intègre le laboratoire de Robert G. Shulman, pionnier de la spectrométrie de résonance magnétique nucléaire in vivo.
Une discipline qui le conduit à devenir chef de laboratoire au Service hospitalier Frédéric-Joliot à Orsay. Nommé directeur adjoint de la direction des Sciences du vivant du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), en 2001, il rejoint un an plus tard le ministère de la Recherche en tant que conseiller.
En 2005, Gilles Bloch devient le premier directeur de l’Agence nationale de la recherche (ANR), dédiée au financement de la recherche publique et de la recherche partenariale. Choisi comme directeur général de la Recherche et de l’Innovation en mai 2006, il assurera cette fonction jusqu’en 2009, avant de prendre la direction des Sciences du vivant au CEA.
Puis Gilles Bloch contribue à la construction de l’université Paris-Saclay, qu’il préside à partir de 2015. Depuis le 2 janvier 2019, il dirige l’Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm).