Elle épouse en 1962 Michel Moreau, un comptable de la société où elle travaille, militant à la Confédération générale du travail (CGT) et au PCF, avec lequel elle a deux filles[2].
Gisèle Moreau est députée de Paris de 1973 à 1981, membre de la commission des Affaires sociales. Elle est secrétaire de l’Assemblée nationale d'avril 1976 à avril 1977 et fait partie du bureau du groupe parlementaire communiste d'avril 1978 à avril 1980[2].
Elle est élue trois fois de suite au Conseil de Paris de 1983 à 2001.
Pendant son mandat de députée européenne de 1994 à 1999, elle appartient à la commission des droits de la femme et à la commission des transports et du tourisme[3].
Elle est membre du bureau politique et du secrétariat du PCF de 1979 à 1996[2]. Reconduite en 1982 au secrétariat du PCF, chargée des femmes, Gisèle Moreau est la seule femme nommée dans la structure de direction du PCF (secrétariat composé par ailleurs, en 1982, de Georges Marchais, Charles Fiterman, Gaston Plissonnier, Paul Laurent, Jean Colpin et Maxime Gremetz)[4].
Gisèle Moreau est auteure de Libres et Égales (1982) et de Toujours elles (1990).