Militante de Acción Católica, participó en la creación del Partido Social Popular, de inspiración demócrata-cristiana (1922), y durante la Dictadura de Primo de Rivera fue secretario de la Confederación Nacional Católico-Agraria. Vinculado a la redacción de El Debate desde comienzos de los años veinte, fue subdirector del periódico y durante un breve período, en 1931, su director.

Al proclamarse la República secundó a Angel Herrera Oria en la fundación de Acción Nacional y fue elegido diputado a las Cortes Constituyentes dentro del Bloque Agrario Salmantino. En las Cortes destacó como uno de los más combativos miembros de la minoría agraria, especialmente en su oposición a la política religiosa del Gobierno.

Elegido presidente de Acción Nacional en noviembre de 1931, apoyó la línea accidentalista del partido, que preconizaba la participación en la política republicana, pero sin reconocer al régimen. En marzo de 1933 pasó a presidir la Confederación Española de Derechas Autónomas (CEDA), que pronto se convirtió en la primera organización de masas de la derecha. La CEDA concurrió a las elecciones parlamentarias de noviembre de 1933 dentro de la Unión de Derechas y con sus 115 diputados se convirtió en la primera minoría de las Cortes.

Durante el segundo bienio republicano -llamado radical-cedista por muchos especialistas-, Gil Robles apoyó la política revisionista del Partido Radical y la paulatina integración de la CEDA en un bloque gubernamental con los radicales de Lerroux, los agrarios de Martínez de Velasco y los liberal-demócratas de Melquiades Álvarez. Esta colaboración se plasmó en el Gobierno Lerroux de 4 de octubre de 1934, en el que ingresaron tres ministros cedistas y que fue el punto de partida de los sucesos revolucionarios de ese mes.

En abril de 1935, Gil Robles entró como ministro de la Guerra en un nuevo Gobierno Lerroux y se mantuvo en el cargo hasta diciembre de ese año. Durante este tiempo acometió una amplia reforma del Ejército, aunque respetó las principales medidas de Azaña, y nombró jefe del Estado Mayor Central al general Francisco Franco.

Convocadas las elecciones de febrero de 1936, el presidente de la CEDA intentó coordinar un bloque de centro-derecha que se opusiera al Frente Popular, pero tropezó con la incompatibilidad entre monárquicos y republicanos y con las suspicacias ante el protagonismo que asignaba a su propio partido. Tras la derrota electoral, se convirtió en el líder de la oposición parlamentaria, aunque su figura fue parcialmente eclipsada por la de Calvo Sotelo.

Informado de la conspiración antirrepublicana, abandonó España el 17 de julio de 1936 y se refugió en Francia y luego en Portugal. Desde allí animó a sus partidarios a colaborar en el Alzamiento y realizó tareas de propaganda y ayuda económica al bando franquista.