Venne soprannominato "The A-Train" per la sua mole e soprattutto per il suo stile di gioco basato sul fisico.
Dal 2011 è stato inserito nella Naismith Memorial Basketball Hall of Fame come giocatore.
Carriera A livello di college giocò al Gardner-Webb Junior College ed alla Jacksonville University.
Iniziò la sua carriera professionistica nella ABA con i Kentucky Colonels, dove resto' per cinque stagioni diventandone uno dei più grandi giocatori in assoluto, vincendo il Titolo ABA 1975 nella squadra allenata da Hubie Brown assieme ad altri (come lui) futuri Hall of Famer Dan Issel e Louie Dampier.
Dopo la fusione con l'NBA nel 1976 in cui venne deciso che la squadra di Louisville e quella di St.Louis non rientravano fra le quattro che sarebbero state accorpate nella nuova lega, i giocatori vennero resi disponibili ad altre squadre NBA, attraverso un dispersal draft, che avrebbero rilevato i contratti in essere e avrebbero corrisposto per ogni giocatore un corrispettivo alle società ABA. Gilmore venne selezionato come prima scelta dai Chicago Bulls che corrisposero un milione e cento mila dollari ai Colonels pur di accaparrarselo.
Lo stesso anno, Gilmore fece il suo debutto nella NBA nelle file dei Chicago Bulls, con cui giocò fino alla stagione 1982. Quindi passò ai San Antonio Spurs, con i quali giocò fino alla stagione 1987. Concluse la sua esperienza NBA con i Boston Celtics nel 1988.
Artis Gilmore disputò tutte le 420 partite durante i suoi cinque anni in ABA a cui si aggiunsero altre 250 partite giocate consecutivamente in NBA con i Bulls fino a quando si infortuno' al ginocchio durante la quarta partita della stagione 1979-1980, dopo di che ne disputò altre 212 consecutivamente
Gilmore terminò la sua attività agonistica in Italia con la Fortitudo Bologna sponsorizzata Arimo, con cui mantenne una media di 12,3 punti e 11,0 rimbalzi a partita, rendimento che gli permise di essere selezionato per la squadra European All-Star Team.
Grazie ad una carriera in cui ha avuto una media 22,3 punti e 17,1 rimbalzi a partita nella ABA e di 17,1 punti e 10,1 rimbalzi a partita nella NBA ed aver partecipato allAll-Star Game (La Partita delle Stelle) cinque volte nella ABA e sei volte nella NBA, Gilmore, il 4 aprile 2011, è stato inserito nella Basketball Hall of Fame. Artis Gilmore è stato a lungo il leader nella storia NBA nella percentuale di tiri dal campo con una percentuale del 59,9%, restando ancora oggi nella top 5 di sempre, e il secondo migliore di sempre in ABA con il 55,7%.
Il 3 febbraio 1974 nella partita contro i New York Nets fece registrare il record assoluto di sempre di rimbalzi in una singola partita ABA con 40 rimbalzi, di cui 34 difensivi (record ABA e NBA), in 42 minuti giocati.
Statistiche
†Denota una stagione in cui ha vinto il titolo ABA*Primo nella lega*Record
ABA-NBA Regular Season
| align="left"|1971-1972 | align="left"| (ABA) | 84 || - ||| 43,6 ||style="background:#CFECEC;"| 59,8* || 0,0 || 64,6 ||style="background:#CFECEC;"| 17,8* || 2,7 || - || style="background:#E0CEF2;"|5,0* || | 23,8 |- | align="left"|1972-1973 | align="left"| |style="background:#CFECEC;"| 84* || - ||| 41,7 ||style="background:#CFECEC;"|55,9* || 50,0 || 64,3 ||style="background:#CFECEC;"| 17,6* || 3,5 || 0,9 ||style="background:#CFECEC;"|3,1* || | 20,8 |- | align="left"|1973-1974 | align="left"| | 84 || - ||style="background:#CFECEC;"|41,7* || 49,3 || 0,0 || 66,7 ||style="background:#CFECEC;"|18,3* || 3,9 || 0,7 || 3,4 ||18,7 |- | style="text-align:left;background:#afe6fa;"| 1974-1975† | align="left"| |style="background:#CFECEC;"|84* || - || style="background:#CFECEC;"|41,6* || 58,0 || 50,0 || 69,6 || 16,2 || 2,5 || 0,8 || 3,1 || 23,6 |- | align="left"|1975-1976 | align="left"| (ABA) | 84 || - || 39,1 || 55,2 || 0,0 || 68,2 ||style="background:#CFECEC;"| 15,5* || 2,5 || 0,7 || 2,4 || 24,6 |- | align="left"|1976-1977 | align="left"| (NBA) | 82 || 82 || 35,1 || 52,2 || - || 66,0 || 13,0 || 2,4 || 0,5 || 2,5 || 18,6 |- | align="left"|1977-1978 | align="left"| | 82 || 82 || 37,4 || 55,9 || - || 70,4 || 13,1 || 3,2 || 0,5 || 2,2 ||22,9 |- | align="left"|1978-1979 | align="left"| | style="background:#CFECEC;"|82* || 82 || 39,8 || 57,5 || - || 73,9 || 12,7 || 3,3 || 0,6 || 1,9 || 23,7 |- | align="left"|1979-1980 | align="left"| | 48 || - || 32,7 || 59,5 || 0,0 || 71,2 || 9,0 || 2,8 || 0,6 || 1,2 || 17,8 |- | align="left"|1980-1981 | align="left"| | 82 || 82 || 34,5 ||style="background:#CFECEC;"|67,0* || 0,0 || 70,5 || 10,1 || 2,1 || 0,6 || 2,4 || 17,9 |- | align="left"|1981-1982 | align="left"| | 82 || 82 || 34,1 ||style="background:#CFECEC;"|65,2* || 100,0 || 76,8 || 10,2 || 1,7 || 0,6 || 2,7 || 18,5 |- | align="left"|1982-1983 | align="left"| | 82 || 82 || 34,1 ||style="background:#CFECEC;"|62,6* || 0,0 || 74,0 || 12,0 || 1,5 || 0,5 || 2,3 || 18,0 |- | align="left"|1983-1984 | align="left"| | 64 || 59 || 31,8 ||style="background:#CFECEC;"|63,1* || 0,0 || 71,8 || 10,3 || 1,1 || 0,6 || 2,1 || 15,3 |- | align="left"|1984-1985 | align="left"| | 81 || 81 || 34,0 || 62,3 || 0,0 || 74,9 || 10,4 || 1,6 || 0,5 || 2,1 || 19,1 |- | align="left"|1985-1986 | align="left"| | 71 || 71 || 33,7 || 61,8 || 0,0 || 70,1 || 8,5 || 1,4 || 0,5 || 1,5 || 16,7 |- | align="left"|1986-1987 | align="left"| |style="background:#CFECEC;"|82* || 74 || 29,3 || 59,7 || 0,0 || 68,0 || 7,1 || 1,8 || 0,5 || 1,2 || 11,4 |- | align="left" rowspan=2|1987-1988 | align="left"| | 24 || 23 || 15,5 || 51,3 || 0,0 || 51,4 || 2,6 || 0,4 || 0,2 || 0,5 || 4,2 |- | align="left"| | 47 || 4 || 11,1 || 57,4 || 0,0 || 52,7 || 3,1 || 0,3 || 0,2 || 0,4 || 3,5 |- |- class="sortbottom" | style="text-align:center;" colspan="2"|Carriera ABA | 420 || - ||style="background:#E0CEF2;"|41,5* || 55,7 || 28,6 || 66,8 || style="background:#E0CEF2;"|17,1* || 3,0 || 0,8 ||style="background:#E0CEF2;"|3,4* || 22,3 |- |- class="sortbottom" | style="text-align:center;" colspan="2"|Carriera NBA | 909 || 804 || 32,7 || 59,9 || 0,0 || 71,3 || 10,1 || 2,0 || 0,5 || 1,9 || 17,1 |- |- class="sortbottom" | style="text-align:center;" colspan="2"|Carriera Totale | 1329 || 804 || 35,5 || 58,2 || 0,0 || 69,8 || 12,3 || 2,3 || 0,6 || 2,4 || 18,8
Massimi in carriera Regular Season Massimo di punti in ABA: 45 vs Utah Stars (25 novembre 1975) Massimo di punti in NBA: 42 vs Kansas City Kings (18 marzo 1977) Massimo di rimbalzi in ABA: 40 vs New York Nets (3 febbraio 1974) Massimo di rimbalzi in NBA: 28 vs San Antonio Spurs (22 dicembre 1978) Massimo di assist in ABA: 11 vs Carolina Cougars (14 novembre 1973) Massimo di assist in NBA: 9 vs Kansas City Kings (18 marzo 1977) Massimo di palle rubate in ABA: 3 (2 volte)* Massimo di palle rubate in NBA: 5 vs New York Knicks (8 aprile 1983) Massimo di stoppate in ABA: 14 vs Virginia Squires (27 ottobre 1971)* Massimo di stoppate in NBA: 11 vs Atlanta Hawks (20 dicembre 1977)
(* tenendo conto dei dati ABA al momento disponibili e che le statistiche di queste categorie vennero registrate sistematicamente solo dalla stagione ABA 1973-1974)
Play-off
| align="left"|1972 | align="left"| (ABA) | 6 || - || style="background:#CFECEC;"|47,5* || 57,1 || 0,0 || 71,1 || 17,7 || 4,2 || - || - || 21,8 |- | align="left"|1973 | align="left"| |style="background:#CFECEC;"|19* || - ||| 41,1 || 54,4 || 0,0 || 62,6 || 13,7 || 3,9 || - || - || 19,0 |- | align="left"|1974 | align="left"| | 8 || - || 43,0 || 55,9 || 0,0 || 57,6 ||style="background:#CFECEC;"| 18,6* || 3,5 || 0,9 ||style="background:#E0CEF2;"|3,8* || 22,5 |- | style="text-align:left;background:#afe6fa;"| 1975† | align="left"| || 15 || - || 45,3 || 53,9 || 0,0 || 77,2 ||style="background:#CFECEC;"|17,6* || 2,5 || 1,0 || 2,1 || 24,1 |- | align="left"|1976 | align="left"| (ABA) | 10 || - || 39,0 ||style="background:#CFECEC;"|60,8* || 0,0 || 75,7 ||style="background:#CFECEC;"|15,2* || 1,9 || 1,1 ||style="background:#CFECEC;"|3,6* || 24,2 |- | align="left"|1977 | align="left"| (NBA) | 3 || - || 42,0 || 47,5 || - || 78,3 || 13,0 || 2,0 || 1,0 || 2,7 || 18,7 |- | align="left"|1981 | align="left"| | 6 || - || 41,2 || 58,3 || 0,0 || 69,1 || 11,2 || 2,0 || 1,0 || style="background:#CFECEC;"|2,8* || 18,0 |- | align="left"|1983 | align="left"| | 11 || - || 36,5 || 57,6 || 0,0 || 69,6 || 12,9 || 1,6 || 0,8 || 3,1 || 16,7 |- | align="left"|1985 | align="left"| | 5 || 5 || 37,0 || 55,8 || 0,0 || 68,9 || 10,0 || 1,4 || 0,4 || 1,4 || 17,8 |- | align="left"|1986 | align="left"| | 3 || 3 || 35,7 || 66,7 || 0,0 || 57,1 || 6,0 || 1,0 || 2,3 || 0,3 || 13,3 |- | align="left"|1988 | align="left"| | 14 || 0 || 6,1 || 50,0 || 0,0 || 50,0 || 1,4 || 0,1 || 0,0 || 0,3 || 1,1 |- |- class="sortbottom" | style="text-align:center;" colspan="2"|Carriera ABA | 58 || - || 42,7 || 55,9 || 0,0 || 69,2 || style="background:#E0CEF2;"|16,1* || 3,2 || 1,0 || style="background:#E0CEF2;"|2,9* || 22,0 |- |- class="sortbottom" | style="text-align:center;" colspan="2"|Carriera NBA | 42 || 8 || 27,4 || 56,6 || 0,0 || 68,0 || 8,0 || 1,1 || 0,6 || 1,7 || 11,7 |- |- class="sortbottom" | style="text-align:center;" colspan="2"|Carriera Totale | 100 || 8 || 36,3 || 56,1 || 0,0 || 68,8 || 12,7 || 2,3 || 0,8 || 2,2 || 17,7
Massimi in carriera Play-off Massimo di punti in ABA: 41 vs Indiana Pacers (17 maggio 1975) Massimo di punti in NBA: 27 (2 volte) Massimo di rimbalzi in ABA: 31 vs Indiana Pacers (22 maggio 1975) Massimo di rimbalzi in NBA: 20 vs Los Angeles Lakers (10 maggio 1983) Massimo di assist in ABA: 11 vs Indiana Pacers (8 maggio 1973) Massimo di assist in NBA: 3 (5 volte) Massimo di palle rubate in ABA: 2 vs Indiana Pacers (13 maggio 1975)* Massimo di palle rubate in NBA: 4 vs Los Angeles Lakers (17 aprile 1986) Massimo di stoppate in ABA: 9 vs Indiana Pacers (12 aprile 1976)* Massimo di stoppate in NBA: 7 vs New York Knicks (31 marzo 1981)
(* tenendo conto dei dati ABA al momento disponibili e che le statistiche di queste categorie vennero registrate sistematicamente solo dalla stagione ABA 1973-1974)
Palmarès Campionato ABA: 1 Kentucky Colonels: 1975 ABA Most Valuable Player Award (1972) ABA Playoffs Most Valuable Player (1975) ABA Rookie of the Year Award (1972) ABA All-Rookie Team (1972) NCAA AP All-America First Team (1971) NCAA AP All-America Second Team (1970) All-ABA Team: 5 First Team: 1972, 1973, 1974, 1975, 1976 (record) ABA All-Defensive Team: 4 (record) 1973, 1974, 1975, 1976 ABA All-Star Game: 5 1972, 1973, 1974, 1975, 1976 ABA All-Star Game MVP (1974) NBA All-Star Game: 6 1978, 1979, 1981, 1982, 1983, 1986 NBA All-Defensive Team: 1 Second Team: 1978 4 volte miglior rimbalzista della stagione ABA: (1971-1972), (1972-1973), (1973-1974), (1975-1976) (record) 5 volte maggior numero di rimbalzi totali in stagione ABA: (1971-1972), (1972-1973), (1973-1974), (1974-1975), (1975-1976)) (record) 5 volte maggior numero di rimbalzi difensivi in stagione ABA: (1971-1972), (1972-1973), (1973-1974), (1974-1975), (1975-1976)) (record) 3 volte maggior numero di rimbalzi offensivi in stagione ABA: (1972-1973), (1973-1974), (1974-1975) (record) 3 volte miglior rimbalzista della stagione nei Playoff ABA: (1974), (1975), (1976) (record) 2 volte miglior stoppatore della stagione ABA (1973-1974, 1974-1975) (record condiviso con Caldwell Jones) 2 volte miglior stoppatore dei Playoff ABA: (1974), (1976) (record) 3 volte maggior numero di stoppate in stagione ABA: (1971-1972), (1972-1973), (1974-1975) (record) Maggior numero di stoppate di sempre in una stagione ABA (1971-1972) (422) 3 volte maggior numero di minuti giocati totali in stagione ABA: (1971-1972), (1973-1974), (1974-1975) (record) 2 volte maggior numero di minuti a partita giocati in stagione ABA: (1973-1974), (1974-1975) (record) 2 volte migliore nella percentuale di tiro dal campo ABA: (1971-1972), (1972-1973) (record condiviso con Bobby Jones e Trooper Washington) 4 volte migliore nella percentuale di tiro dal campo NBA (1980-1981), (1981-1982), (1982-1983), (1983-1984)