Il circuito si trova sull'Île Notre-Dame, un'isola artificiale nel fiume San Lorenzo. Fa parte della città di
Montreal, era originariamente chiamato
Île Notre-Dame Circuit. È stato rinominato in onore del pilota di Formula Uno
canadese Gilles Villeneuve, dopo la sua morte nel 1982. Gilles è il padre di Jacques Villeneuve. La sede ha ospitato il Champ Car World Series Grand Prix di Montreal dal 2002 al 2006.
Le barriere corrono vicino al circuito e molti piloti esperti sono stati sorpresi da esse. Una parte famosa del circuito è il muro all'esterno dell'uscita della chicane finale. Il muro ha lo slogan Bienvenue au Québec ("Benvenuti in Quebec") dipinto su di esso. Gli è stato dato il soprannome di "Mur du Québec" (Muro del Québec). Nel 1999 il muro ha messo fine alla corsa di tre campioni del mondo di Formula Uno, Damon Hill, Michael Schumacher e Jacques Villeneuve. Anche il campione FIA GT Ricardo Zonta si schiantò contro il muro. Da allora il muro è stato soprannominato "The Wall Of Champions". Altri piloti che si sono schiantati contro il muro sono Jenson Button, Fernando Alonso e Juan Pablo Montoya.
I cordoli che portano alla chicane finale sono stati resi più alti nel 2005. I nuovi cordoli erano più difficili da vedere per i piloti, rendendo la chicane ancora più impegnativa.
Il 23 giugno 2006, la stampa canadese ha riferito che la città di Montreal ha concesso a Normand Legault il diritto di organizzare i fine settimana di gara sulla pista. Legault è il promotore della gara di Formula Uno. L'accordo dura fino al 2011, con un'opzione per andare al 2016. Legault ha deciso di sostituire la gara di Champ Car con gare della Rolex Series della Grand American Road Racing Association e della Nationwide Series della NASCAR. Questa sarebbe stata la prima gara della NASCAR in Canada. Il 4 agosto 2007, Kevin Harvick ha fatto la storia vincendo la prima gara della Nationwide Series (poi Busch Series) al Circuit Gilles Villeneuve.
Le gare NASCAR hanno cambiato il layout del circuito. Le corsie dei box sono state ampliate. La corsia dei box NASCAR deve gestire almeno 43 auto.
Come parte del Parc Jean-Drapeau, il circuito è aperto ai visitatori, tra una gara e l'altra, per passeggiare, correre, andare in bicicletta, pattinare in linea, ecc. Durante i pochi giorni del Gran Premio, l'Île Notre-Dame è uno dei luoghi più rumorosi di Montreal. In qualsiasi altro periodo dell'anno, è uno dei più tranquilli, essendo situato in mezzo a un fiume, su un'isola piena di verde e di animali, di corridori e di ciclisti.
