Onayın anası məşhur türk riyaziyyatçısı və alimi Kərim Erimin qızıdır. Onun atası alman skripkaçısı Yoahim Royşdur. Onayın oğlu Erkin Onay peşəkar skripkaçıdır. Hazırda Ankara Dövlət Opera və Baletinin orkestrinin konsertmeysteridir. Onay Kembric Universitetində Cəbr və Saylar Nəzəriyyəsi professoru Tony Scholl ilə evlidir.

Musiqiçi ailəsində dünyaya gələn Gülsin Onay üç yaşında piano ifa etməyə başlayıb. Onun ilk müəllimi anası olmuşdur. Gülsin Onay 6 yaşında ikən ilk konsertini TRT Radio İstanbulda verdi.[1] 10 yaşında “Üstün Yetenekli Uşaqlar Kanunu” (Fövqəladə İstedadlı Uşaqlar Qanunu) çərçivəsində xüsusi dövlət təqaüdü aldı və bu, ona əvvəlcə Ankarada Mithat Fenmen və Əhməd Adnan Sayqunun yanında, iki il sonra isə Paris Konservatoriyasında təhsil almağa imkan verdi. burada müəllimləri Pierre Sancan, Monique Haas, Pierre Fiquet və Nadia Boulanger idi. O, Hannover Musiqi Məktəbində Bernhard Ebertlə təhsilini davam etdirdi.

Onay karyerasının başlanğıcında Margerit Long-Jakqus Tibod Piano Müsabiqəsi (Paris) və Ferrukio Busoni Beynəlxalq Piano Müsabiqəsi (Bolzano) daxil olmaqla, aparıcı müsabiqələrdə mükafatlar qazanıb. Onayın beynəlxalq karyerası Venesueladan tutmuş Yaponiyaya qədər bütün qitələrdə 80 ölkəni əhatə edib. O, Berlin, Varşava, Qranada, Motsartfest Vürzburg, Nevport və İstanbul kimi festivallarda çıxışları etmişdir. Müstəsna Şopen tərcüməçisi olan Onay 2007-ci ildə Polşa xalqı tərəfindən Dövlət Medalı ilə təltif edilmişdir. O, həm də konsertlərində və səsyazmalarında əsərləri daha çox yer alan Əhməd Adnan Sayqunun musiqisinin ən yaxşı tərcüməçisi kimi dünya miqyasında tanınır. Ona əsərlər həsr etmiş digər müasir bəstəkarlar Hubert Stuppner, Denis Dufour, Bujor Hoinik, Jean-Louis Petit, Muhiddin Dürrüoğlu və Mark-Andre Hamelindir. Onay, həmçinin, Stuppner və Tabakovun konsertlərinin premyeralarını verib.

Onay vətəni Türkiyədə Dövlət Artisti, Ankarada Prezident Simfonik Orkestrinin solisti titullarına malikdir. O, həmçinin, Gümüşlük Beynəlxalq Klassik Musiqi Festivalının bədii məsləhətçisidir.

Onay, Ankarada Bilkent Universitetində “İqamətgahda Sənətçi”dir və İstanbulda Boğaziçi Universitetində və Ankarada Hacettepe Universitetində fəxri doktorluq dərəcələrinə malikdir. 2014-cü ildə 42-ci İstanbul Musiqi Festivalının Fəxri Medalı, 2018-ci ildə isə Bodrum Musiqi Festivalının Fəxri medalı ilə təltif edilmişdir.

Onun 2007-ci ildə Çaykovskinin 1-ci və Raxmaninovun 3-cü fortepiano konsertinin canlı konsert qeydlərindən ibarət CD-si həm tənqidçilər, həm də virtuozlar tərəfindən bəyənilib. 2008-ci ildə CPO Bilkent Simfonik Orkestri və Hovard, Griffit ilə Sayqunun hər iki konsertinin səsyazmasını yayımladı və geniş tənqidi rəğbət qazandı. Onay xanımın bir çox konsertləri Avropa radio və televiziyalarında, ABŞ-da Milli İctimai Radioda yayımlanıb.

• İstanbulda Boğaziçi Universitetində və Ankarada Hacettepe Universitetində fəxri doktorluq dərəcələri.

• 1987 Türkiyə Cümhuriyyətinin Dövlət artisti.

• 2003 UNİCEF-in Türkiyə milli komitəsi tərəfindən Xoşməramlı səfir təyin edilmişdir.

• 2007 Polşa xalqının Qızıl Xaçı, Polşa Prezidenti Lex Kaçinski tərəfindən Şopenin musiqisinin görkəmli ifaları ilə Polşa mədəniyyətinə verdiyi töhfələrə görə təltif edilmişdir.

• 2007 Sevda-Cenap Və Musiqi Fondunun Fəxri Mükafat Medalı.

• 2011 "İlin Pianoçusu" Donizetti Klassik Musiqi Mükafatları.

• 2012 Melvin Jones Təqaüdü.

• 2014 42-ci İstanbul Musiqi Festivalının Fəxri Medalı.

• 2018 Bodrum Musiqi Festivalının Fəxri Medalı.