Mokykla savo veiklą pradėjo 1989 metais kaip Vilniaus miesto 62-oji vidurinė mokykla. Iki spalio 19 d. mokymo(si) procesas vyksta Žemynos pagrindinėje mokykloje II pamainoje. Spalio 20 dieną pirmą kartą mokiniai praveria savosios mokyklos kabinetų duris, tad ši diena laikoma mokyklos gimtadieniu.
1992 metais išleista pirmoji 28 abiturientų laida. Rasa Rančelytė mokyklą baigė aukso medaliu, Renatas Aškinis – sidabro medaliu.
1993 metais suteikiamas Gabijos vardas, kuris įpareigojo bei įpareigoja žmoniškajai šilumai ir šviesai, kūrybinei lakiai minčiai ir mokslinei išminčiai. 1994 metais 5-ojo mokyklos gimtadienio išvakarėse liaudies meistras skulptorius V. Rakuckis papuošia mokyklą Gabijos skulptūrėle.
Nuo 1994 metų rugsėjo 1 d. Švietimo ir mokslo ministerijos nutarimu įsteigtos bandomosios humanitarinių mokslų gimnazijos klasės, 10-ųjų klasių mokiniams – taikomosios matematikos klasės. Bandomosios humanitarinių mokslų gimnazijos klasės bei taikomosios matematikos klasės atskleidė puikų mokytojų ir mokinių intelektinį potencialą, todėl įteisinamas mokyklos realinis – humanitarinis profilis ir 1997 m. gegužės 30 d. Švietimo ir mokslo ministerijos nutarimu Gabijos vidurinei mokyklai suteikiamas gimnazijos statusas. 1997 metų gruodžio 20 d. vyko gimnazijos inauguracija.
Nuo mokyklos įkūrimo iki 2006 metų mokyklos bendruomenę būrė, jaukinosi ir vedė Danutė Šukienė.
Nuo 2006 m. gruodžio mėn. gimnazijai vadovauja Vilija Klimavičienė.
Nuo 2020 m. rugsėjo 1 d. gimnazija reorganizuota į dvi įstaigas: Gabijos progimnazija ir Gabijos gimnazija. Nuo 2020 m. rugsėjo 1 d. gimnazijoje mokosi I, II, III ir IV gimnazijos klasių mokiniai.