Gaye İlhan Demiryol Yale Üniversitesi Siyaset Bilimi bölümünden doktorasını aldı. Yine Yale Üniversitesi MacMillan Center’da doktora sonrası araştırmacı olarak çalıştı. Bahçeşehir Üniversitesi’nde öğretim üyesi olarak görev yaptı. 2018-2019 yıllarında Princeton Üniversitesi Center for Human Values'da misafir araştırmacı olarak bulundu. 2019 yılından beri Boğaziçi Üniversitesi Siyaset Bilimi ve Uluslararası İlişkiler bölümünde öğretim üyesi olarak görev yapmakta olan Gaye İlhan Demiryol'un araştırma alanları siyaset teorisi, 20. yy. Avrupa siyasi düşüncesi ve özellikle Hannah Arendt'in siyaset felsefesidir.