Second prix au Concours Maria Canals (Barcelone, 1967), puis au Concours Carl-Flesch (Londres, 1968), elle obtient le premier prix au Concours Enlow d'Evansville (États-Unis, 1969). Elle se perfectionne ensuite avec Josef Gingold (Performer's Certificate, Indiana University, Bloomington, 1970), dont elle est l'assistante dans sa classe de violon.
En 1973, elle remporte un troisième prix au Concours international de Montréal[1], avant d'obtenir, en 1979, le Prix Enesco de Paris, dans la catégorie "Meilleure violoniste de l'année".
Sylvie Gazeau devient en 1985 professeur de violon et de musique de chambre au CNSMDP. En 1998, elle est nommée professeur de didactique du violon dans le département pédagogie. Elle est directrice artistique du Concours de violon Vatelot-Rampal.