Alors qu’elle n’avait que deux ans et demi, sa mère fut approchée par un talent scout qui représentait les enfants-acteurs et qui s’intéressait initialement à son frère de 5 ans, Gerald. Mais Gigi, elle-même, attira néanmoins quelque peu l’attention de l’agent. Aussi quand le producteur-réalisateur Mervyn LeRoy découvrit que Gigi pouvait parler couramment aussi bien le français que l’anglais à un âge si précoce, il la casta dans le rôle de la fille de Greer Garson dans Madame Curie (1943). MGM lui fit signer un contrat et elle devait passer plusieurs années dans ce studio avant que Universal-International ne reprit ledit contrat. Elle s’épanouit dans la peau d’une jeune actrice de premier plan et reçut un Screen Children's Guild Award pour ses apparitions dans des films de qualité, légers et larmoyants dont Tête folle (1949) avec Susan Hayward et Qui donc a vu ma belle? (1952) avec Rock Hudson.
Gigi Perreau rencontra le succès en tant qu’enfant-actrice dans un certain nombre de films, dont Le Pays du Dauphin Vert (1947). Elle incarna la fille de Claude Rains et Bette Davis dans le film de 1944, Femme aimée est toujours jolie (1944). Dans Shadow on the Wall (1950),elle interprétait le seul témoin d’un meurtre. En tant que "meilleur enfant-acteur de 1951", elle se vit offrir, à 10 ans, les clés de la ville de Pittsburgh par son maire, David L. Lawrence, la plus jeune personne à avoir jamais eu cet honneur.
Cependant, sa carrière perdit de l’impulsion en grandissant. En 1959, elle interpréta une amie du personnage Mary Stone (Shelley Fabares) dans Le Donna Reed Show. La même année, elle eut un second rôle dans la sitcom The Betty Hutton Show sur CBS, avec son plus vieux frère Gerald. En 1960, Gigi Perreau fut Julie Staunton dans l’épisode "Flight from Terror" de la série d’aventures, The Islanders, sise dans le Pacifique Sud. Elle fut aussi castée dans deux épisodes, "Don Gringo" (1960) et "The Promise" (1961) de la série western mettant en exergue Nick Adams, à savoir : The Rebel.
En 1961, elle incarna Mary Bettelheim dans l’épisode "The Twelfth Hour" de la série dramatique d’ABC/Warner Brothers télévision, The Roaring 20s. Elle décrocha le rôle récurrent de la secrétaire Katherine Ann “Kathy” Richards dans la série Follow the Sun de 1961 à 1962. Elle fut invitée dans la série L’Homme à la Carabine en 1960 et 1961. Elle fit deux apparitions en guest star sur Perry Mason: en 1958 dans le rôle de l’avocat de la défense, Doris Bannister dans "The Case of the Desperate Daughter" et en 1964 dans le rôle de l’infirmière Phyllis Clover dans "The Case of the Sleepy Slayer." Le 11 octobre 1960, Gigi Perreau et Robert Harland furent castés dans les rôles de Sara Lou et Lin Proctor, un jeune couple de l’est qui s’était enfui et qui se dirigeait vers l’ouest, dans le second épisode, "The Land Beyond", de la série Stagecoach West avec Wayne Rogers et Robert Bray. En 1970, Gigi Perreau apparut dans The Brady Bunch dans le rôle du professeur Greg Brady. Au cours du nouveau millénaire, elle fit du doublage dans le dessin animé Fly Me to the Moon et est créditée par Internet Movie Database de deux films en post-production.
Gigi Perreau est une ancienne élève de l’Immaculate Heart High School de Los Angeles et elle y a enseigné l’art dramatique. Depuis 2010, elle est membre du conseil d’administration de la Fondation Donna Reed pour les Arts du Spectacle et du Will Geer Theatricum Botanicum et elle est la vice-présidente de l’Association des Professeurs d’Art Dramatique du Sud de la Californie.
Le 8 février 1960, Gigi Perreau reçut une étoile sur le Hollywood Walk of Fame pour son travail à la télévision.
Le 14 mars 1998, elle fut honorée par la Young Artist Foundation par l’octroi du Former Child Star "Lifetime Achievement" Award en reconnaissance de sa contribution à l’industrie du film, en tant qu’enfant actrice.
Le plus vieux frère de Gigi Perreau, Gerald (nom de scène Peter Miles) et, à un niveau moindre, ses plus jeunes soeurs Janine et Lauren, eurent aussi un certain succès au cinéma et à la télévision.
Gigi Perreau épousa, en 1960, Emil Frank Gallo, un financier de la Côte Est. Ils eurent deux enfants : Gina Maria Gallo Paris, un cinéaste et Robert Anthony Gallo, un guitariste. Ils divorcèrent en 1967. Elle se remaria en 1970 avec Gene Harve deRuelle, un directeur de production, fils du réalisateur Harve Foster, avec qui elle aura deux enfants supplémentaires: Danielle deRuelle Bianco et Keith deRuelle. Son second mariage prit fin en 2000.
Sa contribution au western est la suivante :
Sur la piste de la mort de Charles F. Haas (1958), “Missouri” Breslin
Stagecoach West, Sarah Lou Proctor dans ”The Land Beyond” (1960)
Laramie, Celie Bronson dans “The Dark Trail” (1960)
Rawhide, Soeur Joan dans “Incident at Poco Tiempo” (1960)
The Rebel, deux épisodes :
- Demetria dans “Don Gringo” (1960)
- Laurie Buford dans “The Promise” (1961)
L’homme à la carabine, deux épisodes :
- Heller Chase dans “Heller” (1960)
- Carrie Battle dans “Death Trap” (1961)
Gunsmoke, Lucy dans “Chicken” (1964)
Le cheval de fer, Teresa Santandor dans “Death by Triangulation” (1967)
