Chevalier des Palmes académiques, professeur à l'université de Rennes 2, où il a dirigé le département de Musique et le département des Arts du spectacle, Gilles Mouëllic a enseigné le jazz et le cinéma.

Outre de nombreux articles et conférences consacrés aux rapports entre la musique et le cinéma en général (et le jazz et le cinéma en particulier), il est l'auteur notamment de Jazz et cinéma (Cahiers du cinéma, 2000), Le jazz, une esthétique du XXème siècle (Presses Universitaires de Rennes, 2000), La Musique de film (Cahiers du cinéma/SCEREN-CNDP, 2003), ainsi que d'un recueil d'entretiens : Jazz et cinéma : paroles de cinéastes (Séguier/Archimbaud, 2006). Il a consacré plusieurs articles au dramaturge et écrivain Koffi Kwahulé, et publié un recueil d'entretiens intitulé Frères de sons : Koffi Kwahulé et le jazz (Théâtrales, 2007).

Il est décédé le 14 juin 2023 à l'âge de 61 ans.