Gottlieb Wallisch studierte an der Wiener Musikhochschule bei Heinz Medjimorec, der Universität der Künste Berlin bei Pascal Devoyon und nahm an Meisterkursen von Oleg Maisenberg und Dimitrij Bashkirov teil. Er ist Preisträger zahlreicher Wettbewerbe, darunter der 1. Preis sowie der „Grand Prix Ivo Pogorelich“ des „Stravinsky Awards“ (USA) und war Finalist des „Queen-Elisabeth-Wettbewerbs“ in Brüssel 1999 sowie des XXI. Concours Clara Haskil 2005.

Er konzertierte mit führenden Orchestern, u.a. den Wiener Philharmonikern, dem Gustav Mahler Jugendorchester, dem Royal Liverpool Philharmonic, der Camerata Salzburg oder den Festival Strings Lucerne unter Dirigenten wie Giuseppe Sinopoli, Sir Neville Marriner, Dennis Russell Davies, Kirill Petrenko, Christopher Hogwood, Martin Haselböck, Bruno Weil, Louis Langrée und Lord Yehudi Menuhin.

Zahlreiche Tourneen führten ihn in die USA (Carnegie Hall), nach Großbritannien (Wigmore Hall, Queen Elizabeth-Hall), Japan, China, Spanien, Südamerika, in den Mittleren Osten, nach Afrika und in weitere europäische Staaten. Gottlieb Wallisch war Gast bei bedeutenden Festivals und Konzertsälen wie dem Lucerne Festival, Klavierfestival Ruhr, Schubertiade Schwarzenberg, Tonhalle Zürich, Musikverein Wien, Wigmore Hall London, Singapore Arts Festival, Salzburger Festspiele oder der Kölner Philharmonie. Zahlreiche CD-Einspielungen für Labels wie „LINN records“, „alpha- music“, „Deutsche Grammophon“ u.a.

Seit 2010 leitete er eine Klavierklasse an der Haute École de Musique de Genève, 2013 war er zudem als Gastprofessor an der Franz-Liszt-Musikakademie in Budapest tätig. 2016 folgte er einem Ruf auf eine Professur an die Universität der Künste Berlin.

Anfang 2012 wurde er in die Liste der „Steinway Artists“ aufgenommen.