Née à l’hiver 1992 en banlieue parisienne, Constance Gay passe une enfance paisible au Chesnay, puis passe son baccalauréat au lycée La Bruyère de Versailles. Si elle pense un temps poursuivre une carrière de journaliste dans la presse écrite et radiophonique, la jeune femme se laisse rapidement rattrapée par sa passion pour les textes et la musique classique.

En 2014, elle intègre la promotion XXXV du Cours Florent après avoir brillé au concours de la Classe Libre. Après une courte apparition dans Engrenages la même année, la jeune actrice entre dans la cour des grands puisqu’elle incarne l’héroïne de la série Unité 42 sur France 2.

En 2018, Constance Gay fait ses premiers pas au cinéma dans Vous êtes jeunes, vous êtes beaux de Franchin Don, puis dans Chamboultout d’Éric Lavaine et dans La Belle époque de Nicolas Bedos (2019).

Cependant, c’est toujours à la télévision qu’elle se fait remarquer, dans Meurtres à Lisieux, Grand Hôtel (2020) ou Face à Face, depuis 2021. Deux ans plus tard, la comédienne renoue avec le cinéma dans Vaincre ou mourir aux côtés d’Hugo Becker et Jean-Hugues Anglade, et dans quelques courts-métrages.

2025 semble être résolument son année puisqu’elle campe la fille de Michael Youn dans la série Flashback sur TF1 et joue également dans le téléfilm Maudits de Chloé Micout. En 2026, Constance Gay fait partie du casting de la série très attendue Été 36, avec Julie de Bona et Sofia Essaïdi.