Dr. Gallo nemzetközileg elismert a HIV, mint az AIDS okozójának felfedezéséért. Mint orvosbiológiai kutató, azóta pályafutása nagy részét az AIDS és más vírusos krónikus betegségek felszámolásával tölti. Az 1980-as évek elején Gallo és csapata úttörő szerepet játszott a HIV-vérteszt kifejlesztésében is, amely először tette lehetővé az egészségügyi dolgozók számára az AIDS-vírus szűrését, ami gyorsabb diagnózishoz vezetett, és egyúttal védte a vérátömlesztésben részesülő betegeket. Kutatásai segítettek az orvosoknak a vírussal fertőzöttek életének meghosszabbítását célzó HIV-terápiák kifejlesztésében is. 1996-os felfedezését, miszerint egy természetes vegyület, az úgynevezett kemokinek képesek blokkolni a HIV-vírust és megállítani az AIDS progresszióját, a Science magazin az év egyik legfontosabb tudományos áttöréseként üdvözölte.
Az AIDS-járvány előtt Gallo volt az első, aki azonosított egy emberi retrovírust és az egyetlen ismert emberi leukémiavírust – a HTLV-t – azon kevés ismert vírusok közül, amelyekről kimutatták, hogy emberi rákot okoznak. 1976-ban kollégáival felfedezte az Interleukin-2-t, amely egy növekedésszabályozó anyag, amelyet ma terápiaként használnak egyes rákos megbetegedések, sőt az AIDS kezelésére is. Majd 1986-ban ő és csoportja több mint 25 év után felfedezte az első új emberi herpeszvírust (HHV-6), amelyről később kimutatták, hogy a Roseola nevű gyermekbetegséget okoz.
Most Dr. Gallo munkája a Marylandi Egyetem orvosi karának intézetében, az Institute of Human Virology (IHV) folytatódik, amelyet Dr. Gallo 1996-ban segített megalapítani. Az IHV az első ilyen jellegű virológiai központ, amely a kutatás, a betegellátás és a megelőzési programok tudományágait egyesíti a haladás felgyorsítására irányuló összehangolt erőfeszítésben. Gallo 2011-ben társalapítója volt a Global Virus Networknek, hogy a világot felkészítse az emberiséget fenyegető új vagy újra megjelenő vírusokra való gyors reagálásra, a világ vezető virológusainak együttműködésére és az új generációs képzés támogatására.
Az IHV 1996-os igazgatói kinevezését megelőzően Gallo 30 évet töltött a National Institutes of Health’s National Cancer Institute-nál, ahol a Tumorsejtbiológiai Laboratórium vezetője volt. Dr. Gallo számos tudományos kitüntetést és díjat kapott a világ minden tájáról, 35 tiszteletbeli doktori cím birtokosa, és közel 1200 tanulmányt publikált.
Dr. Gallo volt a világ legtöbbet hivatkozott tudósa az 1980-as és 1990-es években, és ez idő alatt az az egyedülálló kitüntetés érte, hogy kétszer is elnyerte Amerika legrangosabb tudományos díját, az Albert Lasker-díjat az orvostudományban – 1982-ben és 1986-ban. Az 1983-2002 közötti időszakban a világon a harmadik helyen állt a tudományos hatás tekintetében (PNAS, 2005. november 15., vol102, no.46, 6569-16572).