Artis Gilmore se narodil 21. září 1949 v městečku Rockingham v Severní Karolíně. Již od mládí se projevoval jeho mimořádný fyzický talent, který ho předurčoval pro vrcholový sport. Jeho výška a atletičnost byly nepřehlédnutelné a brzy se začal věnovat basketbalu, kde se jeho potenciál naplno rozvinul.
Gilmoreova univerzitní kariéra je spjata s Jacksonville University. Zde v letech 1969-1971 dominoval podkošový prostor způsobem, který se jen tak nevidí. Jeho statistiky byly ohromující. V sezóně 1970-71 zaznamenal průměr neuvěřitelných 23.5 bodu, 17.1 doskoku a 7.1 bloku na zápas. Tím pomohl týmu Jacksonville Dolphins k historické účasti na turnaji NCAA v roce 1970, kde se dostali až do finále. Jeho výkonnost mu vynesla uznání a pozornost skautů z profesionálních lig.
V roce 1971 se Artis Gilmore rozhodl vstoupit do profesionálního basketbalu, a to do tehdy konkurenční ligy ABA (American Basketball Association). Byl draftován týmem Kentucky Colonels. V ABA se stal okamžitě hvězdou. Jeho první sezóna v roce 1971-72 byla senzací. Okamžitě získal ocenění pro nováčka roku a stal se nejlepším v lize v počtu doskoků (17.2 na zápas) a bloků (3.7 na zápas). V následujících letech pokračoval v dominantních výkonech. S týmem Kentucky Colonels získal v sezóně 1974-75 titul mistra ABA. V této sezóně zaznamenal v play-off průměr 26.7 bodu a 14.7 doskoku. Jeho přítomnost pod košem byla pro soupeře noční můrou. V ABA odehrál celkem pět sezón, během kterých si udržoval nadstandardní statistiky a byl pravidelně zařazován do výběrů nejlepších hráčů ligy.
Po zániku ABA v roce 1976 se Artis Gilmore spolu s dalšími hráči z této ligy přesunul do NBA. Jeho práva získal tým Chicago Bulls. V NBA okamžitě potvrdil svou třídu. V sezóně 1976-77 zaznamenal v dresu Bulls průměr 18.6 bodu, 12.7 doskoku a 2.5 bloku. V průběhu svého působení v Chicagu patřil k oporám týmu a byl pravidelně jedním z nejlepších pivotů v lize. Jeho schopnost doskakovat, blokovat střely a zakončovat zblízka byla klíčová pro hru Bulls. V sezóně 1979-80 zaznamenal své osobní maximum v počtu bloků na zápas – 3.4. V Chicagu strávil šest sezón, během kterých si udržoval konzistentní vysokou výkonnost.
Po angažmá v Chicagu, kde si vybudoval pověst nekompromisního obránce a spolehlivého střelce, se Artis Gilmore v roce 1982 přesunul do týmu San Antonio Spurs. Zde odehrál další dvě sezóny. V sezóně 1983-84 zaznamenal svůj poslední nadprůměrný rok v NBA s průměrem 14.5 bodu a 10.8 doskoku. Jeho kariéra v NBA skončila v roce 1987, kdy odehrál několik zápasů za Boston Celtics. Celkově v NBA odehrál 11 sezón, během kterých nastoupil do 689 zápasů a zanechal po sobě působivé statistiky.
Artis Gilmore byl známý nejen svými výkony na hřišti, ale také svou fyzickou zdatností. Jeho výška 221 cm a váha kolem 120 kg z něj činily impozantní postavu. Jeho schopnost vyskočit a dosáhnout na míč byla mimořádná. Během své kariéry byl šestkrát vybrán do Utkání hvězd ABA a NBA. V roce 1993 byl uveden do Naismith Memorial Basketball Hall of Fame, což je nejvyšší pocta, jaké se basketbalové osobnosti mohou dočkat. Jeho vliv na hru, zejména v oblasti obrany pod košem a doskakování, byl značný. Byl jedním z prvních hráčů, kteří ukázali, jak důležitý je efektivní blok a kontrola obranného doskoku.