Licenciado en Medicina y Cirugía por la Universitat de Barcelona en 1947, se doctoró con la calificación de sobresaliente cum laude por la Universidad de Madrid en 1951. Su tesis doctoral versó sobre la implantación de uréteres en el intestino. Discípulo directo de su padre, se especializó en urología (1956). Fue nombrado jefe del Servicio de Urología del Hospital Clínic de Barcelona y en 1972, a propuesta del Dr. Estapé, entonces rector de la Universitat de Barcelona, fue nombrado catedrático numerario de Urología. A partir de 1973 fue director de la Escuela Profesional de Urología, adscrita a la cátedra y al Servicio de Urología del Hospital Clínic de Barcelona.
En colaboración con el nefrólogo Dr. Antoni Caralps, realizó el primer trasplante de un órgano (riñón) con éxito en España en 1965. También realizó el primer trasplante del mundo de testículo humano en 1978. Con la colaboración del Dr. Laureano Fernández-Cruz efectuó el primer trasplante de páncreas en el Estado español en 1983. Fue vicerrector de la Universitat de Barcelona, de 1973 a 1980.
En 1981 descubrió la exploración radiográfica tridimensional intraoperatoria del riñón.
Al cumplir 65 años se jubiló de sus cargos en el Hospital Clínic. Ello no significó la interrupción de su actividad profesional: veinticinco años después seguía trabajando en la Clínica Teknon de Barcelona y en otras instituciones sanitarias catalanas.
Nombrado profesor emérito de la Universitat de Barcelona (1988), también fue docente de la Universitat Autónoma de Barcelona desde 1994 y fue nombrado académico de número de la Real Academia Nacional de Medicina el 3 de junio del 2008.
Gil-Vernet ha realizado grandes y valiosas aportaciones en el campo de la cirugía urológica, que han contribuido a mejorar el pronóstico de numerosas afecciones, y ha contribuido a que la especialidad sea más eficaz y segura. Entre sus aportaciones, podemos destacar las siguientes prácticas: la sustitución de la vejiga por segmentos de intestino en el tratamiento de las neoplasias y de la tuberculosis vesical (colocistoplastia), el desarrollo del abordaje intrasinusal de la litiasis renal, la utilización de toda la vía urinaria del receptor en los trasplantes renales, una nueva vía de acceso retroperitoneal a los vasos esplénicos, la práctica de la cirugía renal bajo hipotermia, el trasplante ortotópico de riñón, y la cirugía renal extracorpórea en hipotermia para las enfermedades vasculares, tumorales y congénitas cuando afectan al riñón y a las vías urinarias. Además, ha diseñado y patentado instrumentos quirúrgicos, así como un método radiológico en las operaciones de riñones litiásicos para obtener la tercera dimensión intraoperatoria. También introdujo las técnicas de microcirugía utilizando la microscopía intraoperatoria tanto en urología como en andrología.
Una vez jubilado, siguió contribuyendo en la mejora de la cirugía urológica como lo demuestra su trabajo Cirugía reconstructiva de la uretra en pacientes parapléjicos, usando colgajos escrotales con doble circulación axial, consiguiendo reconstruir con éxito la uretra dañada.
Gil-Vernet fue también un innovador en el campo de la docencia. Sus cursos internacionales de urología han sido todo un éxito, con más de 2.000 participantes de todo el mundo en sus últimas ediciones. Dichos participantes seguían en directo las intervenciones quirúrgicas que se realizaban en el Hospital Clínic, desde el Palacio de Congresos de Barcelona.
Es autor de unas noventa películas sobre cirugía urológica de gran calidad y rigor científico, algunas de las cuales han sido reconocidas con la concesión de diferentes premios internacionales, como la medalla de oro en el Primer Congreso Mundial de Cine Científico y el primer premio Golden Eagle.
En noviembre del 2009, en Shangai (China), le fue concedido el premio Distinguished Career Award por la Société Internationale d’Urologie.