Fils de l’éditeur Jules Gay et de la militante socialiste Désirée Véret, Jean-Jules Gay est libraire-éditeur à Bruxelles. Il suit ses parents dans plusieurs villes d’Europe, en raison des nombreuses poursuites engagées contre les publications de son père. Il collabore d’ailleurs avec celui-ci, qui lui transmet son savoir-faire et son expérience du métier.
En 1877, il s’associe à Henriette Doucé et fonde la maison Gay & Doucé, située au 8, Galerie du Roi à Bruxelles. Celle-ci se spécialise dans la publication, sous le manteau, d’ouvrages érotiques et de textes libertins. Après sa brouille avec l’éditeur Kistemaeckers, Rops réalise pour la maison plusieurs frontispices et illustrations, dont une douzaine pour la seule année 1881 : Le Diable dupé, La Sphère de la Lune, Les Cousines de la colonelle, La Fleur lascive orientale, Les Œuvres badines de l’abbé Grécourt, etc. La relation entre Rops et Jean-Jules Gay reste toutefois essentiellement professionnelle. En 1881, Rops se plaint notamment auprès d’Henri Liesse des retards de paiement de Gay & Doucé (n°éd.0027).
En 1882, Jean-Jules Gay poursuit son activité seul au 27, Galerie du Roi, passage Saint-Hubert à Bruxelles, sous l’enseigne « J.-J. Gay ». Il exerce jusqu’à son décès à Bruxelles, le 16 septembre 1883.