Gesine Völlm studierte Bühnen- und Kostümbild bei Jürgen Rose an der Staatlichen Akademie der Bildenden Künste in Stuttgart. Sie war Assistentin von Anna Viebrock am Deutschen SchauSpielHaus Hamburg und arbeitete anschließend als Kostümbildnerin für Regisseure wie Jossi Wieler, Philipp Himmelmann und dem Choreografen Joachim Schlömer an renommierten Häusern im In- und Ausland. Sie gestaltete sie dem Regisseur Stefan Herheim die Inszenierungen von Richard Wagners »Parsifal« bei den Bayreuther Festspielen und »Lohengrin« an der Staatsoper Unter den Linden Berlin, Antonín Dvořáks »Rusalka« am La Monnaie in Brüssel, Wolfgang Amadeus Mozarts »Le nozze di Figaro« an der Staatsoper Hamburg, Richard Strauss‘ »Rosenkavalier« an der Staatsoper Stuttgart und »Salome« bei den Salzburger Osterfestspielen, Alban Bergs »Lulu« an der Königlichen Oper Kopenhagen und am Opernhaus Oslo sowie Tschaikowskis »Eugen Onegin« am Het Muziektheater Amsterdam. Außerdem wirkte sie u. a. für Giuseppe Verdis »Aida« an der Deutschen Oper am Rhein und »Un ballo in maschera« an der Bayerischen Staatsoper sowie für Giacomo Puccinis »Manon Lescaut« an der Staatsoper Hamburg. Gesine Völlm wurde mehrfach als Kostümbildnerin des Jahres ausgezeichnet. Jüngste Arbeiten führten sie zu den Bregenzer Festspielen, an die Semperoper Dresden und an das Musiktheater Malmö. Im Frühjahr 2020 gestaltet sie das Kostümbild für Claus Guths Inszenierung von Leoš Janáčeks »Jenůfa« am Royal Opera House in Covent Garden.