21 Ocak 1939'da Bursa'da doğdu. Henüz yirmi yaşındayken Ankara Radyosu'nun, bir yıl sonra da Ankara Devlet Operası'nın sınavlarını kazandı. İktisadi ve Ticari Bilimler Akademisi'ni 1961 yılında bitirdi. Bu yıllarda kendi bestelerini Kazablanka Gazinosu'nun sahnelerinde seslendiriyordu. 1961 yılında kendisi gibi ses sanatçısı olan Ayla Gürses'le evlendi. Bu evlilikten Beyazıt adını verdiği bir oğlu dünyaya geldi. 1961 yılında Devlet Opera imtihanına girdi ve birinci
oldu. Operada da 7-8 ay çalıştıktan sonra ayrıldı.
1965 yılında Hürriyet Gazetesi'nin Altın Mikrofon Yarışması'na kendi orkestrası, sözü, müziği kendisine ait "Gençliğe Veda" ile katıldı ve birinciliği aldı
Altın Mikrofon'daki bu başarının ardından Yıldırım Gürses, çalışmalarına hız verdi. Sanatçı popüler müziğin en önemli isimlerinden biri haline geldi. "Son Mektup", "Gelmez Giden Günler Geri", "Bir Kırık Kalp", "Bir Garip Yolcu", "Sonbahar Rüzgârları" parçaları ile başarı yakaladı.
80'lerin başında Ajda Pekkan ile birlikte "Affetmem Asla Seni" ile yeni bir hamle yaptı. Aynı albümde yer alan "Dertliyim Arkadaş" ve sonra çıkan "Eller" ile "Gül Dudaklım" sanatçının ses getiren son şarkıları oldu.Sanatçının diğer önemli şarkılarından bazıları şunlardır;Mevsimler Yas Tutup Çöller Ağlasın,Liseli Kız,Çal Kanunum Çal,Yıllar Sonra Rastladım.Aynı zamanda Arif Nihat Asya'nın Fetih Marşı isimli şiirinin sanatçı tarafından yapılan yorumu çok beğenilmiştir
Son olarak da sanatçının "best of"u, "Anılarla Yıldırım" piyasaya çıktı.
Yıldırım Gürses'in önemli bestelerinden biri "İçime hep hüzün doluyor" sözleriyle başlayan Rast makamındaki şarkısıdır.
350'yi aşkın Türk Sanat Müziği bestesine imza atan ünlü sanatçı Yıldırım Gürses, 14 Mayıs 2001 tarihinde 61 yaşında kalp krizi sonucu öldü.