Lauréate de la Fondation Yehudi Menuhin, Gaële LE ROI fait ses débuts au sein de la troupe de l'Opéra de Lyon dans Les Brigands d'Offenbach, Malcolm une création de Gérard Maimone, Le Feu et Le Rossignol dans L'Enfant et les Sortilèges, et Sœur Constance dans Dialogues des Carmélites (Kent Nagano).

Elle est ensuite engagée au Grand Théâtre de Bordeaux dans Papagena de La Flûte Enchantée (Alain Lombard) et à l'Opéra d'Avignon pour Blondchen dans L'Enlèvement au Sérail. Elle débute à l'Opéra d'Amsterdam dans le rôle d'Yniold de Pelléas et Mélisande (Simon Rattle/Peter Sellars), rôle qu'elle reprend au Los Angeles Music Center (Esa-Pekka Salonen), au Théâtre de la Fenice à Venise (Pier-Luigi Pizzi) ainsi qu'à l'Opéra National de Paris (Bob Wilson). Elle se produit également dans L'Epouse injustement soupçonnée à l'Opéra de Montpellier et à Paris, Korolka dans Jenufa à Montpellier et à l'Opéra d'Amsterdam, Papagena dans La Flûte Enchantée à l'Opéra National de Paris (Bob Wilson), La Première Dame dans La Flûte Enchantée (Jean-Claude Malgoire/P. Constant) au Théâtre des Champs-Elysées et à l'Opéra de Rennes, le rôle-titre de L'Enfant et les Sortilèges à l'Opéra de Nancy et à l'Opéra National de Paris (James Conlon).

Au concert, Gaële LE ROI travaille sous la direction de chefs tels que Michel Corboz (Le Messie et Elias de Mendelssohn), Esa-Pekka Salonen (Le Martyre de Saint-Sébastien de Debussy), Jean-Bernard Pommier au Festival de Sully-sur-Loire et (La Messe en Ut de Mozart), Rinaldo Alessandrini (La Missa Romana à Rome), Jean-Claude Malgoire (Les Indes Galantes de Rameau à l'Academia Santa Cecilia de Rome, et la Symphonie n°9 de Beethoven), Jacques Mercier à la Salle Pleyel (La Veuve du Roi Basque de Chausson), Yehudi Menuhin (Exsultate Jubilate de Mozart) et Myung-Whun Chung à l'Academia Santa Cecilia de Rome (La Création de Haydn) et Marek Janowski avec l'Orchestre Philharmonique de Radio France (Daphné de Strauss), etc.

A l'Opéra National de Lyon, elle interprète Le Feu et Le Rossignol dans L'Enfant et les Sortilèges (Louis Langrée), à l'Opéra National de Paris le rôle d'Yniold dans Pelléas et Mélisande et Papagena dans La Flûte Enchantée et au Festival de Salzbourg Ascagne dans Les Troyens.

En 2000-2001, elle retourne à l'Opéra d'Amsterdam pour Amore et Damigella dans Le Couronnement de Poppée et à l'Opéra National de Paris pour l'Enfant dans L'Enfant et les Sortilèges. En 2001-2002, elle se produira à l'Opéra de Marseille dans Ariane à Naxos.

Parmi ses enregistrements discographiques, on peut citer Les Brigands d'Offenbach avec John-Eliot Gardiner, le Requiem de Fauré avec Emmanuel Krivine, La Mort d'Ophélie de Berlioz ainsi que des Motets de Vivaldi avec I Solisti dell' Augusto.

Elle participe également à des réalisations pour la télévision et le cinéma.