Didier Gauthier est diplômé de l'Ecole des mines. Il entame sa carrière dans l'administration des mines. En 1977, il rejoint la société Comhurex, spécialisée dans la conversion de l'uranium, au poste d'ingénieur sécurité sur le site de Tricastin (Drôme).
Cinq ans plus tard, il intègre la Direction régionale de l'industrie, de la recherche et de l'environnement des Pays de la Loire. En 1992, il est nommé directeur environnement hygiène sécurité du groupe St Gobain au niveau mondial puis secrétaire général du groupe Séché et enfin directeur général de la société Géothermie Bouillante.