Après des études de lettres et musicologie à la Sorbonne, puis au Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris, il fonde en 1986 la revue Entretemps. Il est pensionnaire à la Villa Médicis de 1990 à 1992. Lauréat de la Tribune Internationale de l'Unesco (1994), il obtient en mai 1996 le prix de la Fondation Prince Pierre de Monaco ainsi que le Prix musique de l'Akademie der Künste de Berlin en mars 2007. Il a publié son journal en 2004 aux Editions Van Dieren, Cran d'arrêt du beau temps. Son opéra Pastorale, d'après L'Astrée d'Honoré d'Urfé, commande du Staatstheater de Stuttgart, a été créé en version de concert en mai 2006, puis donné en création scénique, dans une mise en scène du vidéaste Pierrick Sorin, au Théâtre du Châtelet à Paris, en juin 2009. Le Festival d'Automne à Paris lui consacre, lors de son édition 2008, un portrait en 19 œuvres. Sa dernière œuvre, Cantate égale pays, commande de l'Ircam, pour ensemble vocal, instrumental et électronique a été créée en juin 2010,

au Centre Pompidou, lors du Festival Agora. Il est invité par le 104 à Paris et La Ville de Paris pour un cycle de commandes avec l'Ensemble Cairn de deux ans intitulé : Pompes/Circonstances. Gérard Pesson est professeur de composition au Conservatoire National Supérieur de Musique de Paris depuis 2006. Ses œuvres sont publiées aux Editions Henry Lemoine.