Исследовательские интересы Алексея Гилёва связаны с качеством государственного управления, электоральным клиентелизмом и политической оппозицией в России. Он окончил магистратуру по политологии Европейского университета в Санкт-Петербурге и в 2010 году защитил кандидатскую диссертацию о факторах постсоветских трансформаций политических режимов. В 2012-2016 гг. Алексей Гилёв был директором и научным сотрудником Центра сравнительных исторических и политических исследований в Пермском государственном университете. С 2016-2017 г. он работал в НИУ «Высшая школа экономики» (Санкт-Петербург) и на Факультете свободных искусств и наук СПбГУ. В 2017-2020 гг. Алексей являлся сотрудником Центра изучения гражданского общества и прав человека им. Э. Гагарина. С 2023 он работает над новым диссертационным проектом об источниках инакомыслия в СССР, обучаясь на аспирантской программе Университета Хельсинки.

Алексей Гилёв — автор публикаций об электоральном клиентелизме и политических машинах в российских регионах. Его последние на данный момент исследовательские проекты посвящены проблемам качества предоставления публичных благ на местном уровне и источникам местной автономии в современной России. Он выступил редактором сборника «Политика в тяжёлые времена: политическая поддержка в условиях экономического кризиса в России 2010-х гг.» (2018).

В НИУ ВШЭ Санкт-Петербург и на Факультете свободных искусств и наук Алексей преподавал такие курсы, как «Политическая социология», «Как работает государство?» (Анализ политических курсов), «Политическая теория и права человека», «Сравнительная политология», «Российская политика», и другие политологические дисциплины, также Алексей Гилёв читал курс «Преподавание социальных наук» в Европейском университете в Санкт-Петербурге.