Bankacı bir babanın oğlu olarak 21 Ocak 1938 tarihinde dünyaya gelen Yıldırım Gürses, iyi derecede ud çalan babası ve ablasının söylediği şarkılarla coşan aile toplantılarından etkilenerek müziğe ilgi duymuştur. 7 yaşında Bursa’da ilk konserini verme imkânı bulan Gürses, söylediği geçti sevdalarda ömrüm ve ihtiyar oldum bugün isimli parçalarla müzik yaşamına ilk adımını atmıştır.
Yıldırım Gürses, bursa ticaret Lisesi’nde okurken Türk musiki cemiyetine devam ederek müzikal yaşamına aralıksız devam etmiştir. Okuduğu lisede de çeşitli konserler vermiş ve hocasının yönlendirmeleriyle çok fazla ilerleme kaydetmiştir. Sanatçı, babasının emekli olmasıyla birlikte yüksek tahsilini yapmak üzere Ankara’ya yerleşmiştir. Tahsiline Ankara iktisadi ve ticari bilimler akademisinde devam etmiştir. Bu arada batı müziği eğitimini de almayı ihmal etmemiştir. Eğitiminin bitiminin ardından Ankara radyosunda ve Ankara devlet operasında düzenlenen sınavlarda birinci olmuştur.
1962 yılında radyodaki arkadaşı ayla Özben ile evlenen Yıldırım Gürses, 1965 yılında hürriyet gazetesinin düzenlediği ilk altın mikrofon yarışmasında 20 kişilik Türk ve batı müziğinden oluşan çok sesli orkestrasıyla en büyük ödüle layık görüldü.