We wczesnych latach 30. XX wieku opracował podstawowe założenia konstrukcji batyskafu, jednak wówczas niezrealizowane. Na podstawie tych założeń skonstruował w 1930 balon stratosferyczny. Na cześć głównego sponsora, Belgijskiego Narodowego Funduszu Badań Naukowych, balon nazwano „FNRS”. 27 maja 1931 Piccard wraz z Paulem Kipferem, wznosząc się z Augsburga, osiągnął rekordową wysokość 15 785 metrów, dokonując w czasie lotu wielu ważnych pomiarów dotyczących atmosfery i promieniowania kosmicznego. Badania promieniowania kosmicznego były głównym powodem konstrukcji balonu. W tym celu w 1936 nawiązał współpracę z fabryką gumy w Sanoku, utworzoną przez Oskara Schmidta, zamierzając wykorzystać materiał wyprodukowany w tym zakładzie do planowanej budowy balonu w LegionowieEdward Zając, Organizacje o charakterze gospodarczym, społecznym, kulturalnym i sportowym w: Sanok. Dzieje miasta, Praca zbiorowa pod redakcją Feliksa Kiryka, s. 606. Profesor Piccard wykonał jeszcze 26 lotów stratosferycznych, osiągając maksymalną wysokość 23 000 m.
Do konstruowania batyskafu powrócił pod koniec lat 30., lecz prace przerwała II wojna światowa. Po jej zakończeniu prace kontynuowano, tym razem we Francji, pod patronatem Francuskiej Marynarki Wojennej.