После окончания лицея в 1852 году Гюстав решил поступать в знаменитую Политехническую школу в Париже. Парадоксально, но он провалился на вступительном экзамене: инженерный гений не был силен, когда нужно было блеснуть красноречием. Правда, он тут же поступил в Парижскую школу искусств и ремесел и потом всю жизнь благодарил судьбу: здесь из него сделали не сухого практика, а творца, всегда способного «поверить алгебру гармонией».
В 1855 году Гюстав получил диплом и устроился работать в конструкторскую фирму «Шарль Нево», которая занималась строительством мостов. Уже через два года он прославился, применив при постройке железнодорожного моста в Бордо изобретенный им самим метод пневматической установки оснований. После этого его приняли в престижное Общество гражданских инженеров. Увлечением молодого специалиста стали решетчатые конструкции, которые он считал более прочными и экономичными, чем сплошные. Но самое главное — его расчеты были безупречны. В 1860 году он основал собственный завод металлоконструкций в Леваллуа-Перре близ Парижа. Вскоре он женился на 17-летней дочери своего поставщика Мари Годеле. По прошествии пятнадцати лет счастливого брака, родив мужу пятерых наследников, Мари умерла от пневмонии. Больше Эйфель так и не женился.
Тридцать лет Эйфель работал не покладая рук. Он построил более 200 сооружений: мосты, виадуки, вокзалы, банки, школы, церкви, казино. Почти все из его 36 мостов вошли в учебники. А ведь чтобы строить мосты требовалась смелость, хотя бы потому, что как раз в то время мост на реке Тайн в Шотландии рухнул из-за резонанса, унеся с собой пассажирский поезд. Любой проект металлического моста атаковали критики, а в случае Эйфеля нападки были особенно сильными, поскольку его мосты не имели предшественников. На реке Дору в Португалии, где мягкий грунт не позволял вбить в дно сваи, он устроил единственный пролет длиной 160 метров, что было уникальным явлением на то время. Для этого инженер поставил по обоим берегам Дору высокие пилоны и натянул между ними стальной трос, держащий двухшарнирную арку. А самым дерзким его проектом стал виадук Гарабит в Южной Франции, перекрывший арочным пролетом длиной 165 метров глубокое ущелье.
В 1870 году Эйфель уезжает из Франции и колесит по миру, работает в Египте и Чили, Венгрии и Португалии. Он даже участвовал в конкурсе на постройку Троицкого моста в Петербурге, но российские власти сочли его ажурный мост чересчур легкомысленным и выбрали другого кандидата.
Еще одна неудача произошла в Панаме, где Эйфель разрабатывал проект шлюзов Панамского канала. Когда строители проворовались и скрылись с деньгами акционеров, в числе «стрелочников» оказался Эйфель, едва не потерявший фирму. Помог премьер-министр Франции Шарль-Луи Фрейсине, который тоже был инженером и ценил талант коллеги.
В 1875 году Эйфель вместе с архитектором Буало построил магазин «О бон марше» в Париже. Его пассажи, покрытые стеклянными куполами, стали образцом для подражания во всем мире (по их подобию построен московский ГУМ). В 1876 году он принимал участие в реализации еще одного знаменитого проекта: Эйфель разработал 46-метровый стальной каркас статуи Свободы, которую изготовил скульптор Бартольди. Статую везли через океан разобранной на сотни частей, поэтому точность расчетов при сборке была особенно важна. Эйфель, как всегда, оказался на высоте.
Именно Эйфелю правительство Франции поручило весьма ответственную задачу — защиту чести страны на Всемирной выставке 1889 года. Провести выставку решили еще в 1878 году. А через пять лет премьер Фрейсине потребовал от ее организаторов какой-нибудь сенсации, «великой идеи». Понемногу проект такой идеи сформировался — это должна была быть громадная железная башня. Проект башни высотой 330 метров почти полвека назад, в 1833 году, предлагал англичанин Роберт Тревитик. Осуществление этого проекта было поручено Эйфелю. В июне 1884 года швейцарец Морис Кехлер сделал первый набросок башни, который после доработки самим Эйфелем отправили на рассмотрение правительства. Туда же поступило еще больше 700 проектов, но преимущества проекта Александра Гюстава Эйфеля оказались очевидными.