En 1778 Gil fue nombrado tallador mayor (encargado de preparar los cuños necesarios para la impresión de la moneda) de la Real Casa de Moneda de México, por lo que hubo de abandonar su colaboración con la Biblioteca Real y a parte de su familia en Madrid. En 1789 fue nombrado fiel administrador, con lo cual además de la talla tuvo bajo su dirección la fundición, afinación de metales y acuñación de la moneda. Se ocupó de estas funciones hasta su fallecimiento.[3]
Gil tuvo asimismo la misión de crear una escuela de dibujo y grabado en esa misma institución, con el fin de mejorar la calidad del diseño de las monedas. El éxito obtenido llevó a Gil a establecer en 4 de noviembre de 1781 una academia en el mismo edificio de la ceca, llamada Real Academia de las Tres Nobles Artes de San Carlos (hoy día Academia de San Carlos, a semejanza de la madrileña, lo cual fue aprobado por el rey en diciembre de 1783). Las clases fueron impartidas por Gil y otros artistas radicados en Nueva España, como el ingeniero militar Miguel Constanzó, José de Alcíbar, Santiago Sandoval y Juan Sáenz, que enseñaron arquitectura, grabado, pintura y escultura. En 1787 llegaron desde España los directores de las tres nobles artes designados por la Academia de San Fernando: Ginés Andrés de Aguirre y Cosme de Acuña por la pintura, José Arias por la escultura y José Antonio González Velázquez por la arquitectura, que inmediatamente chocaron con Gil, a quien acusaban de dirigir despóticamente la institución. Solo un año después Arias había perdido la razón y los tres restantes dirigieron duros memoriales contra Gil a Antonio Ponz, secretario de la Academia de San Fernando.[5] Posteriormente, José Arias y Cosme de Acuña, que había amenazado con el suicidio si no se le permitía retornar a España, fueron sustituidos como directores de escultura y pintura por Manuel Tolsá y Rafael Ximeno y Planes.
En 1791 la Academia obtuvo un local propio, en lo que había sido el hospital del Amor de Dios. La colección particular de Gil pasó a la institución y dio origen a su Galería de Pintura y Escultura.[6] La Academia fue de gran relevancia en la formación técnica de artistas y la introducción del estilo neoclásico. En este periodo, Gil realizó el retrato del conde de Gálvez y de su hijo, y el de José de Gálvez, marqués de Sonora, que aparecen en la Recopilación sumaria de todos los autos acordados de la Real Audiencia y Sala del Crimen de esta Nueva España del jurista Eusebio Ventura Beleña (1787). Tradujo asimismo al español la obra Les proportions du Corps Humain, mesurées selon l´esthétique classique, de Gérard Audran (1780)[7]
Gil falleció en la Ciudad de México el 18 de abril de 1798.