Em 25 de novembro de 1951, o Corinthians perdeu de 7 a 3 para a Portuguesa de Desportos, e Gilmar foi tido como culpado, só voltando a jogar na vitória de 4 a 2 sobre o Radium, em 6 de abril de 1952. Permaneceu no Parque São Jorge até 17 de agosto de 1961, após derrota de 5 a 1 para o Santos, quando se desentendeu com o presidente Wadi Helou. Recebeu propostas do Peñarol e do Santos, mas preferiu o time de Pelé. Com qualidade e experiência, Gilmar ajudou a fazer do Santos o maior time de futebol de todos os tempos. Em 1969, aos 39 anos, o grande goleiro optou pela retirada. Na Seleção Brasileira, Gilmar começou no Sul-Americano de Lima, em 1953, voltando em 1955 na conquista da Taça Bernardo O’Higgins, contra o Chile. Seguiu disputando posição com Castilho e Veludo (ambos do Fluminense) e voltou a titular da excursão à Europa, em 1956. Ganhou o bi mundial (1958 e 1962) e ficou absoluto até 1965, quando passou a brigar por vaga com Manga ( Botafogo) e Valdir ( Palmeiras) O fracasso na Copa do Mundo de 1966 na Inglaterra, apressou a aposentadoria de Gilmar na Seleção. Ele ainda jogou a Taça Oswaldo Cruz.