Gilles Bourdos (né le 20 mai 1976 à Lourdes, France) est un acteur français. Il a commencé sa carrière sur les scènes de théâtre et a connu le succès grâce à son rôle dans le film "Le Petit Lieutenant" en 2005, réalisé par Xavier Beauvois.
Après des études à l'École nationale supérieure des arts et techniques du théâtre (ENSATT) de Villeurbanne, il a débuté sur scène au Théâtre national populaire et au Théâtre national de Strasbourg, où il a joué dans plusieurs pièces, notamment "Le Dindon" de Georges Feydeau et "Les Belles-Sœurs" de Michel Tremblay.
En 2003, il fait ses débuts à la télévision dans la série "Les Cordier, juge et flic". C'est en 2005 qu'il révèle son talent d'acteur à la télévision avec le rôle de Jean-Charles Martinez, un lieutenant de marine suspecté d'avoir tué sa sœur dans le film "Le Petit Lieutenant", réalisé par Xavier Beauvois. Pour ce rôle, il a été nommé au César du meilleur acteur dans un second rôle en 2006 et a remporté le Prix Lumière de la révélation masculine.
En 2008, il reçoit sa première nomination pour un César du meilleur acteur pour son interprétation d'un homme atteint d'une maladie mentale dans "Le Silence de Lorna", réalisé par Jean-Pierre Dardenne et Luc Dardennes.
En 2010, il joue dans le film "Un été brûlant" aux côtés de Cécile de France, pour lequel il reçoit une seconde nomination pour un César du meilleur acteur. Il a également joué dans des films comme "Les Nuits fauves", réalisé par Stéphanie Chuat et Arnaud Wyss en 2014, et "D'après une histoire vraie" de Roman Polanski en 2015.
En 2017, il a joué dans la série télévisée "Les Innocents", pour lequel il a été nommé au César du meilleur acteur dans un second rôle.
Gilles Bourdos est également connu pour ses interprétations à la télévision dans des séries comme "Baron noir" et "Plus belle la vie".