Gigi Caciuleanu commence la danse dans sa ville natale et étudie pendant neuf ans à l'École nationale supérieure de chorégraphie, cursus durant lequel il découvre la danse moderne avec Miriam Raducanu, figure moderne et avant-gardiste de la nouvelle danse roumaine. Après l'obtention de son diplôme, il entre au Théâtre Bolchoï, puis est engagé comme soliste par l'Opéra de Bucarest

En 1970, il obtient le Premier Prix du Concours international de ballet de Varna et, en 1971 et en 1972, remporte deux fois de suite le Premier prix du Concours international de chorégraphie de Cologne. Deux ans plus tard, il est le grand lauréat du Concours chorégraphique international de Bagnolet. Après avoir été l'invité de Pina Bausch à Essen-Werden, il s'installe en France en 1973 pour fonder le Studio de danse contemporaine à Nancy, secondé par Rosella Hightower ; il reste attaché au Grand Théâtre de Nancy comme danseur étoile et comme directeur du ballet.
En 1978, il est à l'origine de la création du Festival de danse d'Aix-en-Provence. Entre 1978 et 1993, il dirige le Centre chorégraphique national de Rennes et de Bretagne et le dote d'un répertoire qui lui permet de tourner dans le monde entier. Durant cette période, le chorégraphe reçoit la distinction de Chevalier des Arts et des Lettres (1984), le Prix Brigitt pour son apport à la vie culturelle bretonne (1987), et le Prix de chorégraphie que lui décerne une revue roumaine spécialisée pour son spectacle Le Trouvère (1991). En 1994, il fonde sa propre compagnie à Paris, avec laquelle il tourne de nouveau sur les scènes internationales.

Sept ans plus tard il est nommé directeur du Ballet national du Chili et oeuvre comme chorégraphe invité dans de nombreuses compagnies. La Roumanie le décore de sa plus haute distinction en 2002, la médaille de l'Ordre de l'Étoile de Roumanie. Il fondera la Gigi Caciuleanu Romania Dance Company.

Avec plus de 250 chorégraphies à son actif, Gigi Caciuleanu fait partie de plusieurs jurys pour de grands concours : Concours international de danse de Nagoya, Concours Eurovision des Jeunes Danseurs à Gdansk et Varsovie, Concours international de danse de Paris, Concours de Trévise.