Ankara doğumlu Ayşe Gülsün Bilgehan, 25 Şubat 1957’de dünyaya geldi. Babası Hakkı Metin, annesi Özden olan Bilgehan, eğitimini Paris Siyasal Bilimler Enstitüsü Uluslararası İlişkiler Bölümü’nde tamamladı. Öğretim görevlisi, gazeteci-yazar olan Bilgehan, Bilkent Üniversitesi’nde öğretim üyeliği yapmış ve İnönü Vakfı Başkan Yardımcılığı görevinde bulunmuştur.
Bilgehan, mesleki kariyerinde birçok ödül kazanarak takdir topladı. İstanbul Birleşik Kadın Örgütleri tarafından "Yılın Kadın Yazarı" ve "Abdi İpekçi Ödülü"ne layık görüldü. Avrupa Konseyi Parlamenter Meclisi tarafından "Üstün Hizmet Madalyası" ile onurlandırıldı ve Fransa Devleti tarafından kendisine "Onur Nişanı" verildi.
Siyasi kariyerinde 22, 24, 25 ve 26. dönemlerde Ankara Milletvekili olarak Türkiye Büyük Millet Meclisi’nde görev aldı. 22. dönemde Avrupa Konseyi Parlamenterler Meclisi (AKPM) ve Batı Avrupa Birliği Asamblesi Türk Delegasyonu Üyeliği yaptı, ayrıca Avrupa Konseyi Parlamenterler Meclisi Kadın Erkek Fırsat Eşitliği Komisyonu Başkanlığı’nı yürüttü. 24. dönemde ise AKPM Sosyalist Kadın Çalışma Grubu Başkanı olarak görev aldı. Ocak 2015’te yeniden AKPM Eşitlik ve Ayrımcılıkla Mücadele Komisyonu Başkanlığına seçildi ve bu görevde bir dönem daha bulundu.
Çok iyi düzeyde Fransızca ve İngilizce bilen Bilgehan, evli ve üç çocuk annesidir.
