Az Eiffel családnevet nagyapja, Jeane Bönickhausen vette fel, aki a 18. század elején vándorolt ki Bougirátba, Marmagen városából, és telepedett le Párizsban, szülőhelyéről, a németországi Eifel vidékéről, mivel valódi családnevét, a Bönickhausent nem lehetett franciául kiejteni. Bár a család már az Eiffel nevet használta, Gustave-ot születésekor Bonickhausen dit Eiffel néven anyakönyvezték, és csak 1880-ban (48 éves korában) változtatta meg hivatalosan Eiffelre.
A párizsi École Centrale-ban tanult, ahol 1855-ben mérnöki diplomát szerzett. Nem sokkal később egy vasúti felszereléseket gyártó vállalatnál kezdett dolgozni.
1867-ben megalapította az Eiffel et Cie tanácsadó és építőipari céget, amely nagy nemzetközi tekintélyt szerzett a vas felhasználása terén, és több száz fontos szerkezetet (hidak, daruk, állomások stb.) épített.
Téophile Seyrig mérnök segítségével nemzetközi pályázatot nyert a portugáliai Porto és Vila Nova de Gaia között a Douro folyó felett átívelő, 160 méter fesztávolságú viadukt megtervezésére és megépítésére. Javaslata az “erők módszerét”, a szerkezetek tervezésének új technikáját alkalmazta, amelyet Maxwell 1846-ban alkotott meg. A Maria Pia híd egy kettős ívből áll, amely az egész hidat megerősítő pillérekkel támasztja alá az egyetlen vasúti pályát. Az építkezés meglehetősen gyorsan, kevesebb mint két év alatt fejeződött be (1876. január 5. – 1877. november 4.). I. Lajos király és Mária Pia királyné avatta fel. A hidat 1991-ig (114 évig) használták, majd az új Szent János híddal helyettesítették.
A leghíresebb építménye az Eiffel-torony (1887 és 1889) az 1889-es párizsi világkiállításra. Ez a nagy vasszerkezet, amely Párizs jelképévé vált, történelme során többféleképpen is felhasználásra került. A második világháborúban a szövetségesek antennaként használták a német hadsereg manővereinek megfigyelésére. Ő tervezte a New York-i Szabadság-szobor belső szerkezetét is. Tapasztalatot szerzett a vashidak tervezésében is.
Gustave Eiffel tervezte a párizsi La Ruche-ot is, amely az Eiffel-toronyhoz hasonlóan a város nevezetességévé vált. Ez egy háromszintes, méhkasra emlékeztető, kör alakú építmény. Az 1900-as Nagy Kiállításra készült ideiglenes építményként.
Dél-Amerikában neki tulajdonítják Santiago központi pályaudvarának tervezését, amelyet az 1983. június 29-i 614. számú legfelsőbb rendelet nemzeti műemlékké nyilvánított, és amelyet fő versenytársa, Schneider tervezett, és Le Creuzot épített. Peruban a csendes-óceáni háborút követően a chilei megszálló kormány az Eiffel et Cie leányvállalatát bízta meg a tacnai katedrális építésének utolsó szakaszával, Chile területén pedig a vámház építésével. San Marcos katedrális Aricában, Chile. Az ő nevéhez fűződik a bolíviai La Paz városában található vasúti terminál építése is, amely ma a város buszpályaudvara, valamint a bolíviai főváros, Sucre Bolívar parkjában található torony másolatának megépítése 1906-ban, a “Sucre” Orvosi Intézet hatóságainak megbízásából, amelyet az Eiffel et Cie. által engedélyezett cégek építettek. Nevéhez fűződik egy sor híd és nagyobb vasmű tervezése is, mint például a Cochabamba Rocha folyó feletti régi híd Cochabambában, amelyet felváltottak a járműforgalom számára készült hidak, a Peru északi részén fekvő Chiclayo katedrálisának tervezése a főtéren, valamint a Balta híd gerendái Lima városában, továbbá a Palacio de la Exposición (ma a limai Művészeti Múzeum) és az amazóniai Iquitos városában található La Casa de Fierro boltívei. 1907-ben ő tervezte az ecuadori Guayaquil városának központi piacát is, amely ma Palacio de Cristal néven ismert. Tévesen neki tulajdonítják az arequipai Puente de Fierro híd építését is, amely egy Fink-gerendás híd és a Phoenix lron Company Phoenix oszlopos kompozit alépítménye.
Az Eiffel által tervezett további művek a következők: El Puente del Arte vagy Puente de Fierro, amely ma egy múzeum Ecatepec településen, Mexikó államban, és a Santa Rosalia templom, Baja California Surban, amelyet Charles La Forqué tábornok, az El Boleo bányavállalat akkori tulajdonosa vásárolt, a régióban telepítve. Ő tervezte az első El Palacio de Hierro áruház épületét is Mexikóváros belvárosában, amely 1914-ben lángok martalékává vált.
Eiffel hírneve komoly visszaesést szenvedett, amikor belekeveredett a Panama-botrányba, a Panama-csatorna megépítésének sikertelen kísérletével kapcsolatos korrupciós ügybe. Kezdetben bűnösnek találták, de később felmentették, és nem került börtönbe, bár ez építőipari karrierjének végét jelentette. A botrány óta más területeken, például a meteorológiában és az aerodinamikában dolgozott.
Eiffel 1923. december 27-én, 91 éves korában halt meg a párizsi Rue Rabelais-i kastélyában, és teljes tiszteletadással temették el a Levallois-Perret-i temetőben lévő családi sírboltba.
Eiffel 1923. december 27-én, 91 éves korában halt meg a párizsi Rue Rabelais-i kastélyában, és teljes tiszteletadással temették el a Levallois-Perret-i temetőben lévő családi sírboltba.
Eiffel 1923. december 27-én, 91 éves korában halt meg.