Formuła 3 thumb|240px|Mitchell Gilbert na torze Circuit de Spa-Francorchamps podczas zawodów Europejskiej Formuły 3 (2014) W roku 2012 Mitchell podpisał kontrakt ze szwedzką stajnią Perfomance Racing, na udział w Niemieckiej Formule 3. Z dorobkiem 277 punktów ukończył sezon na czwartej lokacie w klasyfikacji generalnej. Na sezon 2013 Gilbert podpisał kontrakt z niemiecką ekipą kfzteile24 Mücke Motorsport na starty w Europejskiej Formule 3. Z dorobkiem dziesięciu punktów ukończył sezon na 23 pozycji w klasyfikacji generalnej.
W 2014 roku Australijczyk zmienił zespół na brytyjską ekipą Fortec Motorsports. Wystartował łącznie w osiemnastu wyścigach, w ciągu których uzbierał 28 punktów. Wystarczyło to na szesnaste miejsce w końcowej klasyfikacji kierowców.
Seria GP3 W sezonie 2014 Australijczyk startował w wybranych wyścigach serii GP3 z włoską ekipą Trident. Wystartował łącznie w ośmiu wyścigach, jednak nie zdobywał punktów. W pierwszym wyścigu w Niemczech uplasował się na czternastej pozycji, co było jego najwyższym wynikiem w sezonie. Został sklasyfikowany na 26. miejscu w końcowej klasyfikacji kierowców.
W roku 2015 był etatowym zawodnikiem brytyjskiej ekipy Carlin. Jedyny punkt za dziesiątą lokatę uzyskał w pierwszym starcie na włoskim torze Autodromo Nazionale di Monza. W klasyfikacji generalnej zajął 22.