Empezó a jugar al baloncesto en la escuela de Llor de su villa natal. Su etapa de formación la continuó en el Barça, incluida una experiencia en el instituto de Lausanne de Memphis (EE.UU.). Su carrera profesional la empezó en el filial del conjunto azulgrana en el 2003, antes de recalar en el primer equipo hasta el 2006. Entonces, se incorporaría al CB Girona donde viviría su eclosión como jugador hasta el 2008, cuando daría el salto a la NBA. Desarrollaría la mayor parte de su carrera en los Memphis Grizzlies (2008-19) y también vestiría la camiseta de los Toronto Raptors (2019-20) y Los Angeles Lakers (2020-21).
En 2021 pasaría a formar parte del primer equipo del Bàsquet Girona, el club que fundó en 2014.
Ha ganado un Anillo de la NBA, una FIBA Cup y un título ACB. Durante su trayectoria también ha formado parte de la selección absoluta española (2006-21) con la que ha ganado dos Mundiales, dos EuroBaskets, un subcampeonato EuroBasket, dos medallas de plata en los Juegos Olímpicos y dos medallas de bronce en el EuroBasket.
En 2013 fundó, junto a su hermano Pau la Gasol Fundation, creada para colaborar en la promoción comunitaria de la salud y el fomento de hábitos de vida saludable, especialmente para prevenir y combatir la obesidad infantil. En noviembre de 2015, tras ser galardonado con «Global Impact Player»,35 premio que otorga la National Basketball Players Association (NBPA), el sindicato que representa a los jugadores de la NBA creó una camiseta para colaborar con la fundación.
En marzo de 2017 deciden trasladar la sede de la fundación de Barcelona a San Baudilio de Llobregat, su ciudad natal.
En mayo de 2018, crean la webserie educativa «La Galaxia Saludable», con la que se intenta fomentar los hábitos saludables en el ámbito familiar.
En septiembre de 2019, la Gasol Foundation presentó el ‘Estudio Pasos’, pionero en estudiar los niveles de obesidad en la franja de edad entre los 8 y los 16 años, que también arrojaba luz sobre los niveles de sedentarismo de los niños y adolescentes.
En octubre de 2019, fueron galardonados con el ‘Premio de Especial Reconocimiento de la Estrategia NAOS’ por la labor que desempeñan a través de la Fundación Gasol.
Gasol está involucrado también con la ONG Proactiva Open Arms, dedicada a operaciones de búsqueda y rescate de migrantes en el mar.
