Aiutato economicamente dal padre, che gli presta 50 milioni di lire[5], Gai Mattiolo ad appena 19 anni apre una boutique al centro di Roma e la caratteristica principale delle sue creazioni sono i bottoni[5], realizzati in materiali preziosi, e spesso piccole sculture.
Il successo del lavoro di Mattiolo, gli permette di aprire numerose filiali in vari paesi, e di allargare le proprie collezioni con i marchi Gai Mattiolo Maglia, Schoking Gai, Gai Mattiolo Tessuti Couture e Gai Mattiolo Royale che nel 1994 ottiene un considerevole successo sulle passerelle di Milano e Parigi[5].
Il 23 dicembre del 1996 Gai Mattiolo ha l'onore di consegnare in regalo a papa Giovanni Paolo II quattro casule per celebrare la messa: papa Wojtyła riceve lo stilista in udienza privata ed accetta il dono. Le preziose casule firmate Gai Mattiolo sono le prime create da uno stilista per un Papa e conservate al Vaticano.
Nel gennaio 1997, in occasione del passaggio di Hong Kong dal Regno Unito alla Cina, viene organizzata una sfilata dedicata all'Oriente. In quell'occasione, Gai Mattiolo chiede a Diana Ross (con un ingaggio record di 90 milioni di lire) di sfilare per lui, indossando un kimono nero di strass e pizzo. Lo stilista giustifica la sua scelta dicendo «Ho visto Diana su Vogue e me ne sono innamorato; inoltre, volevo un personaggio che fosse un mito per l'occidente e lei lo è, in quanto è famosa come la Coca Cola».
Nel dicembre 2008, Gai Mattiolo è stato arrestato con l'accusa di bancarotta fraudolenta per più di un milione e mezzo di euro, sottratti dalla società italiana per essere trasferiti in una società di Lussemburgo, la Gai Mattiolo Holding, oltre che aver sottratto i proventi dei diritti delle ultime campagne pubblicitarie per un totale di circa 350 000 euro[7][8].
Il 27 aprile 2015 Gai Mattiolo viene prosciolto dal Tribunale dall'accusa di bancarotta e da ogni altra accusa con formula piena[9]. Dopo 7 anni di processo la X sezione del tribunale penale di Roma lo assolve con formula piena «perché il fatto non sussiste».