2011. november 19-én Gibb képviselője felfedte, hogy vastagbélrákot diagnosztizáltak nála, és öccse, Barry veseműtétből lábadozik. 2012 februárjában Gibb bejelentette, hogy rákja átterjedt a májra és a vastagbélre, és 2011. október 20-án megműtötték. 2011 júliusa és decembere között hat kör kemoterápiát kapott. 2012 februárjában azt is közölték, hogy Gibb csak hónapok vannak hátra az életből. Egy kísérleti gyógyszerkísérlet révén azonban további előrehaladást ért el, és nyárra kellően egészséges volt ahhoz, hogy két új dalt vegyen fel a Bee Gees' Mythology dobozkészletéhez. 2012. április 13-án Gibb a brit reggeliző televíziós Daybreak műsorban felfedte, hogy daganatai 75%-kal csökkentek a kezelés után, és az orvosok „minden tisztaságot” adtak neki. 2012 októberében Gibb héthetes sugárterápiás kezelést végzett a máján Bostonban, Massachusettsben.
Májrák
Gibb rákja azonban 2012-ben visszatért. Október 14-én lemondta a közelgő élő fellépéseit, miután egy vizsgálat kimutatta, hogy a rákja visszatért. Gibb azt is bejelentette, hogy a Bee Gees valószínűleg turnézni fog 2013-ban, ha egészsége megengedi. 2013 januárjában újabb műtéten esett át, hogy eltávolítsák a májból egy kinövést, valamint többszörös bélreszekciót hajtottak végre rajta.