19. marraskuuta 2011 Gibbin edustaja paljasti, että hänellä oli diagnosoitu paksusuolen syöpä ja että hänen nuorempi veljensä Barry oli toipumassa munuaisleikkauksesta. Helmikuussa 2012 Gibb ilmoitti, että hänen syöpänsä oli levinnyt maksaan ja paksusuoleen ja että hänelle oli tehty leikkaus 20. lokakuuta 2011. Hän sai kuusi kemoterapiakierrosta heinä-joulukuussa 2011. Helmikuussa 2012 ilmoitettiin myös, että Gibb oli annetaan vain kuukausia elinaikaa. Hän kuitenkin edistyi edelleen kokeellisella lääketutkimuksella ja oli kesään mennessä riittävän terve nauhoittamaan kaksi uutta kappaletta Bee Geesin Mythology -boksisarjaan. 13. huhtikuuta 2012 Gibb paljasti brittiläisessä aamiaistelevisio-ohjelmassa Daybreak, että hänen kasvaimet olivat pienentyneet 75 % hoidon jälkeen ja että lääkärit olivat antaneet hänelle "kaikki selvän". Lokakuussa 2012 Gibb sai päätökseen seitsemän viikon sädehoidon maksassaan Bostonissa, Massachusettsissa.
Maksasyöpä
Gibbin syöpä kuitenkin palasi myöhemmin vuonna 2012. 14. lokakuuta hän peruutti tulevat live-esiintymisensä skannauksen jälkeen, joka osoitti hänen syövän palaneen. Gibb ilmoitti myös, että Bee Gees todennäköisesti kiertää vuonna 2013, jos hänen terveytensä sallii. Tammikuussa 2013 hänelle tehtiin lisäleikkaus maksakasvun poistamiseksi sekä useita suolen resektioita.