Американо-британская актриса театра, кино и телевидения, активистка и писательница. Наиболее известна как исполнительница роли агента ФБР Даны Скалли в признанном критиками телевизионном сериале «Секретные материалы», где играла все 11 сезонов, и в двух полнометражных фильмах: «Секретные материалы: Борьба за будущее» (1998) и «Секретные материалы: Хочу верить» (2008), а также ролей Лили Барт в фильме Теренса Дэвиса «Дом Радости» (2000) и леди Дедлок в телесериале производства BBC по произведению Чарльза Диккенса — «Холодный дом» (2005). Также Андерсон известна по драмам «Могучий кельт» (2005), «Последний король Шотландии» (2006), «Тайный игрок» (2012) и «Сестра» (2012).
Джиллиан начинала свою карьеру на сцене, где получила первое признание и награды. В настоящее время она также участвует в постановках. Наиболее известны следующие её театральные роли: «Отсутствующие друзья» (за который она получила Всемирную театральную премию за лучший дебют), «Кукольный дом» и «Трамвай „Желание“» (которая принесла ей номинацию на премию Лоренса Оливье за лучшую женскую роль).
В 2013 году Андерсон сыграла роль Беделии Дю Морье, психотерапевта серийного убийцы Ганнибала Лектера в телесериале «Ганнибал». В том же году она стала исполнительницей главной роли Стеллы Гибсон в телесериале «Крах». Джиллиан получила пять номинаций на премию «Эмми» (одна победа) и шесть номинаций на «Золотой глобус» (с двумя победами), а также номинировалась на британскую премию BAFTA.