Zamówiono jednak aż 18 okrętów nowego rodzaju, nazwanego od prototypowej jednostki typem Pluviôse, co stanowiło najliczniejszą we francuskiej flocie podwodnej serię do czasu zbudowania w okresie międzywojennym 31 okrętów typu Redoutable.
„Gay-Lussac” został zamówiony 24 sierpnia 1905 roku w wraz z dwiema siostrzanymi jednostkami zbudowanymi w tej stoczni. Stępkę okrętu położono 11 października 1906 roku, a zwodowana została 17 marca 1910 roku. Uroczystość wodowania została przeprowadzona na pochylni numer 3 „Mourillon” w obecności prefekta morskiego, dyrektora budowy okrętu oraz grona oficerów marynarki wojennej i inżynierów. Okręt otrzymał nazwę na cześć wybitnego francuskiego naukowca z przełomu XVIII i XIX wieku – Josepha Gay-Lussaca. Decyzją prezydenta Francji Armanda Fallièresa z 12 października 1910 roku dowództwo okrętu objął kpt. mar. (fr. lieutenant de vaisseau) Emile-Henri Stutz.