Hijo del dramaturgo y realizador Frank D. Gilroy, ganador de un premio Pulitzer, Tony Gilroy debuta como director con Michael Clayton.

Como guionista, ha escrito varias cintas de gran éxito, como la saga de la Supremacía Bourne.

Gilroy ha sido guionista del cineasta Taylor Hackford, El abogado del diablo y Proof of life, en la que también participó como productor ejecutivo.

Otros de los trabajos más destacados de Gilroy son Armageddon, Extreme Measures y Bait.