Da dilettante Gilberto Dall'Agata figura tra i corridori di punta della Renato Serra riportando 22 vittorie, alcune di notevole prestigio a livello regionale e nazionale. Passista resistente, poco dotato di spunto veloce, buon scalatore è uno dei migliori corridori romagnoli. A ventiquattro anni nel 1954 passa professionista con la Frejus ottenendo piazzamenti di rilievo al Giro di Sicilia a tappe (5°) e al Giro del Piemonte (6°). Porta a termine il suo primo Giro d'Italia classificandosi 64°. Dal 1955 al 1959 prosegue la carriera con Arbos, Torpado e Ghigi. Ottiene in totale quattro vittorie: nel 1955 Giro di Sicilia, Trofeo Colli Pistoiesi, G.P. Pontremoli e nel 1956 Circuito di Pescara. Numerosi sono i piazzamenti: nel 1955 con una grande prova, che lo vede all'avanguardia dall'inizio alla fine, giunge 5° a Frascati in una prova indicativa per i mondiali. E' inserito nella squadra azzurra come riserva. Prende parte al altri quattro Giri d'Italia classificandosi: 57° (1955), 21° (1956), 40° (1957) e 26° (1958). Nel 1958, come gregario di Nencini e poi di Favero, partecipa anche al Tour de France che conclude al 50° posto.