Se le atribuye, junto al marinero neerlandés Dirck Gerrits Pomp, ser uno de los primeros europeos en avistar la Antártida, concretamente las islas Shetland del Sur a comienzos del siglo XVII.

Desde joven emprendió la carrera castrense y se incorporó al servicio en Nueva España como capitán de artillería.

No se han hallado aún en archivos españoles documentos que confirmen la latitud alcanzada y las tierras avistadas; sin embargo, el relato del marinero neerlandés y exmiembro de la expedición de Jakob Mahu, Laurenz Claesz (en un testimonio sin fecha, pero probablemente posterior a 1607), documenta la latitud y la época.

Otros historiadores atribuyen el primer avistaje de tierras antárticas al marino neerlandés Dirck Gerrits Pomp, que habría encontrado las islas Shetland del Sur.

[7]​ La Base Antártica Española Gabriel de Castilla situada en la isla Decepción (islas Shetland del Sur), lleva su nombre.