Prosigue sus estudios en Skara donde frecuenta el futuro poeta Johan Henric Kellgren (1751-1795), los futuros naturalistas Anders Dahl (1751-1789), Adam Afzelius (1750-1837) y su hermano el futuro químico Johan (1753-1837), y con que hace excursiones naturalistas.

No permanece en Upsala más que un solo trimestre y se enlista en el ejército en 1769, siguiendo la tradición familiar.

Mantiene una correspondencia regular con Linneo y continua estudiando historia natural por sus medios.

Gyllenhaal deja el ejército en 1799 con el rango de major.

La Sociedad Entomológica de Francia lo elige miembro honorario.