Orlando Gibbons nasceu em Oxford (Inglaterra), em dezembro de 1583. Seu pai, William Gibbons, era músico e conselheiro municipal de Oxford: tinha dez filhos, quatro dos quais se tornaram músicos. Orlando, o mais novo, tinha quatro anos quando a família instalou-se para Cambridge, onde fez todos os seus estudos. Aos doze anos, foi admitido no coro do King's College, onde foi aluno de seu irmão, Edward.

Os seus estudos foram coroados com os títulos de bacharel em música pela universidade de Cambridge e, mais tarde, pelo de doutor em música pela universidade de Oxford. Organista da Capela Real, de 1605 até a sua morte, foi também nomeado "músico dos virginais" pelo rei (1619) e, em 1623, sucedeu a John Parsons como organista de Westminter abbey: a 5 de abril de 1625, dirigiu aí a música das exéquias de Jaime I.

Algumas semanas mais tarde, foi enviado a Canterbury, com toda a capela real, para acompanhar o novo rei Carlos I, que ia receber a sua rainha, Henriqueta da França. Esta demorou a chegar e Gibbons morreu, entretanto, aos 42 anos, vitimado por uma apoplexia (Canterbury, Inglaterra, 5 de junho de 1625). Foi sepultado na catedral de Canterbury, onde se ergue um monumento eregido à sua memória. Deixou sete filhos, o segundo dos quais, Christopher, foi um excelente músico, autor de belas fantasias para cordas.