Après avoir terminé ses études secondaires à la Saint-Jan Berchmanskollegio in Brugge, Gilles Van Hecke intègre l'Académie des beaux-arts de Bruxelles en 1972. Il y étudie la peinture et la gravure, mais également le design industriel. En parallèle à ses études, il collabore avec des magazines comme "Knack" et "Zonnekens".
En 1980, Gilles Van Hecke se fait connaître en remportant le Grand Prix de la Jeune Peinture Belge. La même année, il devient membre de l'Académie royale de Belgique. Il expose régulièrement ses travaux, participant à des manifestations internationales et obtenant plusieurs prix et distinctions.
Son œuvre est très abondante et variée : peintures à l'huile, aquarelles, dessins, gravures. Ses sujets vont du portrait au paysage, en passant par la nature morte et les scènes de genre. Sa technique particulière lui vaut une reconnaissance croissante, notamment pour ses travaux sur la lumière, où il met l'accent sur le sensitif des effets de la lumière dans ses œuvres.
Gilles Van Hecke a également publié des livres et des catalogues, dont "Portraits" en 1984 et "Gilles Van Hecke : Un regard figuratif" en 2013. Il est représenté par plusieurs galeries dans le monde, notamment la Galerie de La Motte à Bruxelles, la Galerie St-Hubert à Liège et la Galerie Mermoud à Charleroi.
Au cours de sa carrière, Gilles Van Hecke a également enseigné la peinture à l'Académie des beaux-arts de Bruxelles et à l'Institut supérieur des arts Saint-Luc de Bruges. En 2017, il est élu membre de l'Académie belge de langue et littérature néerlandaise.
Aujourd'hui, son travail est exposé dans plusieurs musées en Belgique et à l'étranger, notamment le Musée d'Ixelles à Bruxelles et le Musée des Beaux-Arts de Liège.