Après l’apprentissage de divers instruments, Gilles Doneux se tourne vers la composition et entre, en 2005, au Conservatoire Royal de Mons. Il y obtient en 2010 un master en composition dans la classe de Claude Ledoux, et en 2011 un master en écritures classiques dans la classe de Jean-Pierre Deleuze. Il y a également suivi des cours de musiques appliquées (musique de cinéma, théâtre,... ) avec Denis Pousseur et Jean-Luc Fafchamps.
Particulièrement intéressé par la musique dite "mixte", il complète sa formation à l'université Paris VIII ainsi qu'à l'université de Montréal. Ses recherches se portent sur l'interaction entre les écritures instrumentales et électroacoustiques.
Depuis 2016, Gilles Doneux travaille comme "réalisateur en informatique musicale" au Centre Henri Pousseur.
Il est également membre de l'ensemble LAPS.
Il a notamment reçu des commandes des ensembles Musiques Nouvelles, Nikel, Orchestre Royal de chambre de Wallonie, Maitrise de la Loire, du festival ArsMusica et du festival Musicalta (Alsace).
En 2010, il reçoit le prix Pousseur du centre Henri Pousseur.