Габриэль Вуазен родился в Бельвиле 5 февраля 1880 г.
Их отец бросил семью, и мать перевезла сыновей Габриэля и Шарля к деду, владевшему фабрикой в Нойвиле, который и воспитал мальчиков. После смерти деда Габриэль получил образование в художественной школе в Лионе и в инженерной школе в Париже.
В 1900 г. Габриэль Вуазен впервые познакомился с воздухоплаванием. Начиная с 1904 г. братья Вуазен вместе с Луи Блерио экспериментировали с поплавковыми планёрами на Сене. Средства на эти опыты предоставил парижский меценат Эрнест Аршдекон, создатель Французского аэроклуба. В июне 1905 г. буксируемый моторной лодкой планёр Вуазена поднялся на высоту 20 м. Приводняясь, Габриэль чуть не утонул.
В 1906–1907 гг. братья Вуазен построили и испытали первый европейский аэроплан, действительно способный летать (более ранние конструкции Траяна Вуя и Альберто Сантос-Дюмона были способны лишь кратковременно неуправляемо подскакивать). 16 марта 1907 г. Шарль Вуазен поднялся в воздух на новой машине, сконструированной Габриэлем по схеме биплана с толкающим винтом и передними рулями высоты. Этот аэроплан братья построили по заказу Леона Делагранжа в основанной в 1906 г. фирме «Братья Вуазен».
13 января 1908 г. Анри Фарман на аэроплане Вуазена выполнил километровый круг и смог приземлиться там же, где и взлетел. Тем самым Фарман доказал управляемость машины — которая, однако, существенно уступала отлаженной конструкции братьев Райт. Но в отличие от аэроплана братьев Райт, который для взлёта требовал дополнительного устройства, наподобие катапульты, оснащённый колёсами биплан Вуазена взлетал самостоятельно.
В 1909 г. государство признало труды Вуазена, сделав его офицером Почётного легиона.
Анри Фарман не только сделал аэроплан Вуазена знаменитым, но и существенно усовершенствовал его: оборудовал элеронами, сохранёнными Вуазеном в его последующих машинах. В 1910 г. в небо взлетел первый серийный аэроплан, построенный по схеме «утки». Оборудовав его поплавками, Вуазен получил гидросамолёт, который в 1912 г. был принят на вооружение ВМФ Франции, став первым в мире самолётом морского базирования.
В 1914 г. был выпущен «Вуазен-III» — двухместный одномоторный бомбардировщик-разведчик, нёсший в дополнение к пулемёту до 150 кг бомб. Французы сформировали первые специальные бомбардировочные эскадрильи, вооружённые «Вуазенами-III». 5 октября 1914 г. «Вуазен-III» сбил в небе над Реймсом немецкого разведчика — первая победа французских ВВС в Первой мировой войне. 26 мая 1915 г. 18 «Вуазенов» совершили налёт на завод отравляющих газов в Людвигсхафене. Всего за годы войны только во Франции было собрано около 800 машин этого типа и около 300 «Вуазенов-V».