Niewiele wiadomo o życiu osobistym Gajusza Duiliusza, jako że był zwykłym homo novus (czyli po prostu nie wywodził się ze starej rzymskiej arystokracji). Wiemy jedynie, że żył w III wieku p.n.e... W 260 roku p.n.e., kiedy wybuchła pierwsza wojna punicka, zdołał jednak zostać konsulem. Jako podwładny stacjonującego na Sycylii patrycjusza Gnejusza Scypiona Aziny Duiliusz dostał pod komendę rzymską „tylną” flotę, dzięki czemu miał nie brać udziału w walkach. Gdy jednak jego zwierzchnik dostał się w bitwie koło Wysp Liparyjskich do niewoli, Gajusz stał się nagle dowódcą całej floty... czy raczej tego, co po niej zostało.

Zdając sobie sprawę, że jego wojska nie znają się zupełnie na walce morskiej i mają przeciw sobie o wiele lepszą pod każdym względem flotę Kartagińczyków, Duiliusz postanowił stworzyć warunki bitwy możliwie przypominające te na lądzie, gdzie Rzymianie radzili sobie całkiem nieźle. Wymyślił więc pomost znany jako corvus (rodzaj mostka z hakami na końcach). Bitwa pod Mylae, jaka miała miejsce niedługo później, zakończyła się oszałamiającym zwycięstwem Rzymian – było to pierwsze starcie morskie, w którym wygrali oni z Kartaginą. Mniejsza flota rzymska zdobyła nawet kilka wrogich okrętów, w tym flagowiec. Duiliusz dostąpił zaszczytu tryumfalnego marszu przez Rzym, na jego cześć stworzono również na forum kolumnę (columna rostrata) ozdobioną dziobami kartagińskich okrętów wojennych.

Praktyczne skutki zwycięstw Gajusza Duiliusza były takie, że otrzymał on w 258 roku p.n.e. tytuł cenzora, a w 231 magistraturę, zaś senat dał mu nawet prawo przeprowadzenia wyborów, gdyby uznał, że Republika tego wymaga. Informacja o tym wydarzeniu to jednocześnie ostatnia historyczna wzmianka o Duiliuszu.