Da er als "Homo novus" nicht den traditionsreichen Familien der alten römischen Aristokratie angehörte, ist über das Privatleben von Gaius Duilius nicht viel bekannt ... nur, dass er im 3. Jahrhundert v. Chr. gelebt hat. Dennoch gelang es ihm, sich 260 v. Chr. kurz vor Ausbruch des Ersten Punischen Krieges zum Konsul wählen zu lassen. Der dem in Sizilien stationierten adeligen Konsul Gnaeus Scipio Asina unterstellte Duilius erhielt das Kommando über die römische "Hinterflotte", da man annahm, er würde dort auf keine großen Schwierigkeiten treffen. Als Scipio Asina es jedoch irgendwie fertigbrachte, sich in der Schlacht bei den Liparischen Inseln gefangennehmen zu lassen, befehligte Gaius Duilius auf einmal die ganze Flotte ... oder zumindest das, was davon übrig blieb.

Da ihm klar war, dass seine Streitkräfte nicht die geringste Seekampferfahrung besaßen und einer (in jeder Hinsicht) weit überlegenen karthagischen Flotte gegenüberstanden, beschloss Duilius, die Kampfbedingungen so weit wie möglich einem Bodenkampf anzugleichen, der den Römern weitaus besser lag. So erfand er den "Corvus", eine Brücke mit Enterhaken. In der nun folgenden Schlacht von Mylae erlangten die Römer zum ersten Mal in einer Seeschlacht gegen die Karthager einen überwältigenden Sieg, bei dem die zahlenmäßig unterlegene römische Flotte sogar einige feindliche Schiffe einnehmen konnte, darunter auch das karthagische Flaggschiff. Duilius wurde mit einem Triumphzug durch Rom und einer mit den Rammspornen der karthagischen Kriegsschiffe geschmückten Säule ("columna rostrata") auf dem Forum Romanum belohnt.

258 v. Chr. wurde Gaius Duilius zum Zensor gewählt und übernahm 231 v. Chr. ein außerordentliches Magistratsamt, durch das er vom Senat zur Durchführung von Wahlen bevollmächtigt wurde, falls er die Republik in einer Notlage sah. Dies ist die letzte historische Aufzeichnung über ihn.