De 1976 à 1994, il alterne la conduite de campagnes d’hydrographie et d’océanographie à la mer, outre-mer et en métropole, et l’exercice de fonctions techniques et d’enseignement à l’établissement du Shom de Brest. Affecté ensuite à la direction du Shom à Paris, il coordonne les relations extérieures, nationales et internationales, du Shom ainsi que ses activités de prospective.

Après un passage à la Direction générale de l’armement (DGA) de 1999 à 2005 consacré aux affaires industrielles et de coopération et à la conduite de programmes d’armement, il revient au Shom en tant que directeur le 1^er octobre 2005 et poursuit la démarche de refondation engagé par son prédécesseur par laquelle le Shom est érigé en établissement public. Il a été le premier directeur général du nouvel établissement de 2007 à 2010.

Au terme de ce mandat, il est nommé inspecteur de l’armement pour les constructions navales, responsable du secteur naval au sein de l’inspection de l’armement de la DGA, et élevé aux rang et appellation d’ingénieur général hors classe de l’armement. Il quitte le service actif en 2012.

Elu membre du comité de direction de l’organisation hydrographique internationale (OHI) lors de la 18^ème conférence hydrographique internationale en avril 2012, il exerce de 2012 à 2017 les fonctions de directeur chargé du programme technique de l’OHI et de la supervision des commissions hydrographiques régionales d’Europe du nord, de l’océan Atlantique oriental et d’Amérique du sud.

Sollicité par le Gouvernement de la Principauté de Monaco pour participer à la consolidation du projet des Explorations de Monaco lancé en 2017, il est nommé administrateur de la Société des Explorations de Monaco en décembre 2018 et fait fonction de directeur de la société depuis février 2019. A ce titre, il anime la préparation et l’organisation de missions d’exploration marine menées à l’international qui articulent recherche scientifique, médiation auprès des publics et coopération gouvernementale. Ces missions s’inscrivent désormais dans un projet d’ensemble qui fait partie du premier lot d’actions approuvées au titre de la Décennie des Nations Unies pour les sciences océaniques au service du développement durable.

Gilles Bessero est membre du comité national français de géodésie et de géophysique depuis 1981 et de l’Académie de marine depuis 2010. Il a été lauréat du prix André Giret de l’Académie de marine en 2000 et du prix Alexander Dalrymple du Service hydrographique britannique en 2010. Il est officier de l’ordre du Mérite maritime, commandeur de l’ordre national du Mérite, officier de la Légion d’honneur et chevalier de l’ordre de Saint-Charles.