Op 19 november 2011 onthulde de vertegenwoordiger van Gibb dat bij hem colorectale kanker was vastgesteld en dat zijn jongere broer Barry herstellende was van een nieroperatie. In februari 2012 maakte Gibb bekend dat zijn kanker zich had verspreid naar de lever en de dikke darm, en dat hij op 20 oktober 2011 een operatie had ondergaan. Tussen juli en december 2011 kreeg hij zes chemotherapierondes. In februari 2012 werd ook gemeld dat Gibb ziek was. slechts enkele maanden te leven gegeven. Hij boekte echter verdere vooruitgang door een experimentele medicijnproef en was tegen de zomer voldoende gezond om twee nieuwe nummers op te nemen voor de Bee Gees 'Mythology-boxset. Op 13 april 2012 onthulde Gibb in het Britse ontbijttelevisieprogramma Daybreak dat zijn tumoren na de behandeling met 75% waren gekrompen en dat artsen hem "all-clear" hadden gegeven. In oktober 2012 voltooide Gibb een zeven weken durende radiotherapiebehandeling van zijn lever in Boston, Massachusetts.
Leverkanker
De kanker van Gibb keerde echter later in 2012 terug. Op 14 oktober annuleerde hij zijn aanstaande live-optredens na een scan waaruit bleek dat zijn kanker was teruggekeerd. Gibb kondigde ook aan dat de Bee Gees waarschijnlijk in 2013 op tournee zouden gaan als zijn gezondheid het toeliet. In januari 2013 onderging hij nog een operatie om een gezwel uit zijn lever te verwijderen, evenals meerdere darmresecties.