Il 19 novembre 2011, il rappresentante di Gibb ha rivelato che gli era stato diagnosticato un cancro del colon-retto e che suo fratello minore Barry si stava riprendendo da un intervento chirurgico ai reni. Nel febbraio 2012, Gibb annunciò che il suo cancro si era diffuso al fegato e al colon e che era stato sottoposto a un intervento chirurgico il 20 ottobre 2011. Ha ricevuto sei cicli di chemioterapia tra luglio e dicembre 2011. Nel febbraio 2012 è stato anche riferito che Gibb era dati solo pochi mesi di vita. Tuttavia, fece ulteriori progressi attraverso una sperimentazione farmacologica e entro l'estate era sufficientemente in salute per registrare due nuove canzoni per il cofanetto Mythology dei Bee Gees. Il 13 aprile 2012, Gibb ha rivelato nel programma televisivo britannico Daybreak che i suoi tumori si erano ridotti del 75% dopo il trattamento e che i medici gli avevano dato il "tutto chiaro". Nell'ottobre 2012, Gibb ha completato un trattamento radioterapico di sette settimane sul fegato a Boston, nel Massachusetts.
Cancro al fegato
Il cancro di Gibb, tuttavia, è tornato più tardi nel 2012. Il 14 ottobre, ha cancellato le sue prossime apparizioni dal vivo a seguito di una scansione che mostrava che il suo cancro era tornato. Gibb ha anche annunciato che i Bee Gees sarebbero probabilmente andati in tournée nel 2013 se la sua salute lo avesse consentito. Nel gennaio 2013, è stato sottoposto a un ulteriore intervento chirurgico per rimuovere una crescita dal fegato, oltre a molteplici resezioni intestinali.