Pirmais doktora grāda ieguvējs inženierijā ASV. Izņemot viesošanos jaunības dienās Eiropā, kur iepazinās ar Liuvila, Šala, Veierštrāsa, Kronekera, Kirhofa, Helmholca un Bunzena darbību, lielāko daļu no mūža pavadījis dzimtajā Ņūheivenā, strādādams Jeila Universitātē. Iesākot zinātnisko darbību, ieguva atbalstu no Džeimsa Maksvela, kura nāve 48 gadu vecumā radīja joku — "Maksvels bija vienīgais, kurš saprata Gibsa pētījumus, bet nu viņš ir miris".
1874. gadā tika publicēts Gibsa darbs On the Equilibrium of Heterogeneous Substances, kurš tiek uzskatīts par vienu no termodinamikas pamatdarbiem. Vāciski to tulkojis Vilhelms Ostvalds.