Tijdens de Spelen in Peking veroverde de Fransman samen met Amaury Leveaux, Frédérick Bousquet en Alain Bernard de zilveren medaille op de 4x100 meter vrije slag op slechts 0,08 seconde achter het Amerikaanse viertal, het kwartet verbeterde tijdens deze race tevens het Europees record. Op de 100 meter vrije slag strandde Gilot in de halve finales. Op de Europese kampioenschappen kortebaanzwemmen 2008 in Rijeka veroverde hij de zilveren medaille op de 100 meter vrije slag. Met zijn ploeggenoten Alain Bernard, Amaury Leveaux en Frédérick Bousquet sleepte hij de Europese titel in de wacht op de 4x50 meter vrije slag, het kwartet deed dat in een wereldrecordtijd.
2009-2012
In Rome nam Gilot deel aan de wereldkampioenschappen zwemmen 2009, op dit toernooi sleepte hij samen met Alain Bernard, Grégory Mallet en Fréderick Bousquet hij de bronzen medaille in de wacht op de 4x100 meter vrije slag.
Tijdens de Europese kampioenschappen zwemmen 2010 in Boedapest legde Gilot op de 50 meter vrije slag beslag op de bronzen medaille. Op de 4x100 meter wisselslag veroverde hij samen met Camille Lacourt, Hugues Duboscq en Frédérick Bousquet de Europese titel, samen met Yannick Agnel, William Meynard en Alain Bernard sleepte hij de zilveren medaille in de wacht op de 4x100 meter vrije slag. Op de wereldkampioenschappen kortebaanzwemmen 2010 in Dubai legde de Fransman op de 100 meter vrije slag beslag op de zilveren medaille, op de 100 meter vlinderslag strandde hij in de series. Op de 4x100 meter vrije slag veroverde hij samen met Alain Bernard, Frédérick Bousquet en Yannick Agnel de wereldtitel, samen met Yannick Agnel, Clément Lefert en Jérémy Stravius sleepte hij de bronzen medaille in de wacht op de 4x200 meter vrije slag. Op de 4x100 meter wisselslag eindigde hij samen met Camille Lacourt, Hugues Duboscq en Frédérick Bousquet op de vierde plaats.
In Shanghai nam Gilot deel aan de wereldkampioenschappen zwemmen 2011, op dit toernooi eindigde hij als vijfde op de 100 meter vrije slag. Op de 4x100 meter vrije slag legde hij samen met Alain Bernard, Jérémy Stravius en William Meynard beslag op de zilveren medaille, samen met Yannick Agnel, Grégory Mallet en Jérémy Stravius veroverde hij de zilveren medaille op de 4x200 meter vrije slag. Op de 4x100 meter wisselslag strandde hij samen met Jérémy Stravius, Hugues Duboscq en Florent Manaudou in de series.
Tijdens de Olympische Zomerspelen van 2012 in Londen veroverde de Fransman samen met Amaury Leveaux, Clément Lefert en Yannick Agnel de gouden medaille op de 4x100 meter vrije slag. In de laatste 50 meter wist Agnel de achterstand op het Amerikaanse team nog om te buigen naar een voorsprong. Op de 100 meter vrije slag werd Gilot uitgeschakeld in de series.
2013-2016
Op de wereldkampioenschappen zwemmen 2013 in Barcelona eindigde Gilot als zevende op de 100 meter vrije slag. Op de 4x100 meter vrije slag werd hij samen met Yannick Agnel, Florent Manaudou en Jérémy Stravius wereldkampioen. Samen met Camille Lacourt, Giacomo Perez Dortona en Jérémy Stravius sleepte hij de wereldtitel in de wacht op de 4x100 meter wisselslag. In Herning nam de Fransman deel aan de Europese kampioenschappen kortebaanzwemmen 2013. Op dit toernooi eindigde hij als vierde op de 100 meter vrije slag. Op de 4x50 meter vrije slag eindigde hij samen met Jérémy Stravius, Clément Mignon en Mehdy Metella op de vierde plaats, samen met Jérémy Stravius, Mélanie Henique en Anna Santamans eindigde hij als vijfde op de gemengde 4x50 meter vrije slag.
Tijdens de Europese kampioenschappen zwemmen 2014 in Berlijn veroverde Gilot de zilveren medaille op de 100 meter vrije slag, op de 50 meter vriej slag strandde hij in de halve finales. Op de 4x100 meter vrije slag werd hij samen met Mehdy Metella, Florent Manaudou en Jérémy Stravius Europees kampioen, samen met Jérémy Stravius, Giacomo Perez Dortona en Mehdy Metella behaalde hij de zilveren medaille op de 4x100 meter wisselslag. Op de wereldkampioenschappen kortebaanzwemmen 2014 in Doha werd de Fransman samen met Clément Mignon, Florent Manaudou en Mehdy Metella wereldkampioen op de 4x100 meter vrije slag.
In Kazan nam Gilot deel aan de wereldkampioenschappen zwemmen 2015. Op dit toernooi werd hij uitgeschakeld in de halve finales van de 100 meter vrije slag. Op de 4x100 meter vrije slag legde hij samen met Mehdy Metella, Florent Manaudou en Jérémy Stravius beslag op de wereldtitel. Samen met Camille Lacourt, Giacomo Perez Dortona en Mehdy Metella sleepte hij de bronzen medaille in de wacht op de 4x100 meter wisselslag.
Tijdens de Europese kampioenschappen zwemmen 2016 in Londen prolongeerde hij samen met William Meynard, Florent Manaudou en Clément Mignon de Europese titel op de 4x100 meter vrije slag. Op de Olympische Zomerspelen van 2016 in Rio de Janeiro veroverde hij samen met Mehdy Metella, Florent Manaudou en Jérémy Stravius de zilveren medaille.
