Nagrał również pięć solowych płyt: David Gilmour (1978), About Face (1984), On an Island (2006) i Rattle That Lock (2015), Luck and Strange (2024). W 2001 i 2002 roku zagrał kilka akustycznych koncertów w Londynie i Paryżu, w towarzystwie niewielkiego zespołu, z towarzyszeniem chóru. Zostały one później wydane jako David Gilmour in Concert.
Jego trzeci solowy album – On An Island został wydany 6 marca 2006 (w USA dzień później), w 60. urodziny muzyka. Autorem partii orkiestrowych do utworów był polski kompozytor Zbigniew Preisner. W nagraniu wziął udział m.in. Richard Wright, kolega z zespołu Pink Floyd i polski pianista, Leszek Możdżer. W utworze „Red Sky At Night”, Gilmour po raz pierwszy zagrał na saksofonie.
Między marcem a wrześniem 2006 roku odbyło się tournée promujące płytę, w ramach którego 26 sierpnia artysta wystąpił na terenie Stoczni Gdańskiej w towarzystwie orkiestry Filharmonii Bałtyckiej pod batutą Zbigniewa Preisnera. W koncercie, oprócz zespołu Gilmoura (Richard Wright, Phil Manzanera, Guy Pratt, Dick Parry, Jon Carin, Steve Di Stanislao), gościnnie wziął udział również Leszek Możdżer. Koncert był częścią obchodów 26. rocznicy „Solidarności”.
25 czerwca 2016 roku David Gilmour zagrał we Wrocławiu, ówczesnej Europejskiej Stolicy Kultury.