Han är fortfarande världens rikaste person, trots att han ger bort 64 miljoner aktier i Microsoft.
Aktierna motsvarar 5 % av hans totala förmögenhet, som för närvarande beräknas uppgå till 89,9 miljarder dollar.
Sedan 1994 har Mr Gates, 61, och hans fru Melinda gett bort totalt 35 miljarder dollar i kontanter och aktier till en rad välgörande ändamål.
Donationen gjordes i juni men blev offentlig på måndagen efter att ett dokument lämnats in till US Securities and Exchange Commission.
Mr Gates andel i Microsoft är nu bara 1,3 %. Innan dess gav Gates bort 16 miljarder dollar i Microsofts aktier 1999 och 5,1 miljarder dollar 2000.
Majoriteten av alla tidigare donationer har gjorts till Bill & Melinda Gates Foundation, som främst fokuserar på att minska fattigdomen i världen, bekämpa infektionssjukdomar och ge allmän tillgång till datorer.
Det är inte känt vem mottagaren av denna senaste donation är, men när federala dokument arkiveras, betyder det vanligtvis att nya pengar ges till en stiftelse, Chronicle av Philanthropy rapporter.
Under 2010 skapade Mr och Mrs Gates och den välkände investeraren och filantropen Warren Buffett Giving Pledge, och från och med maj 2017 har 158 individer eller par gått med på att bidra med minst hälften av sin förmögenhet till välgörenhet.
Denna senaste donation är den största välgörenhetsgåvan som har gjorts någonstans i världen hittills i år.
Den näst största gjordes av Buffett, som donerade nästan $3,2 miljarder till Bill & Melinda Gates Foundation förra månaden.
Och den tredje största kom från Dell Computer Corporation grundare Michael Dell och hans fru Susan.
I maj gav paret mer än 1 miljard dollar till sin stiftelse, som fokuserar på barnfrågor och samhällsinitiativ.
Bill Gates har gett bort $4,6 miljarder (3,6 miljarder pund) till välgörenhet i sin största donation sedan 2000.