Fils de Charles Antoine Gay de Vernon et de Valérie Marie Fargeau de Mortegoute, il étudia au séminaire de Limoges puis à l'École royale du génie de Mézières (promotion 1780). Avec le grade d'adjudant général, il combattit dans l'armée du Rhin sous les ordres du général Custine (1792-1793) et, après la prise de Mayence, fortifia cette place avec le colonel du génie Clément, jusqu'à ce que le siège de Mayence (1793) vienne provisoirement mettre un terme à la présence française en Rhénanie. En 1798, ayant atteint le grade de colonel, il fut nommé professeur de fortifications à l'École Polytechnique. Il présenta l'année suivante une pétition (soutenue par le général Jourdan) au Conseil des Cinq-Cents pour obtenir la réhabilitation de son frère Léonard, déchu de ses droits civiques. Cette démarche réussit complètement ().
Simon François Gay de Vernon donnait aux Polytechniciens un cours essentiellement théorique, fondé sur une approche géométrique et graphique des questions militaires. Son cours, qu'il fit publier en 1805, fut traduit en anglais[3], et servit dans les principales écoles militaires du début du XIXe siècle.
En 1812, il fut rappelé à l'armée d'active. Napoléon lui confia le commandement de la forteresse de Torgau, sur la ligne de l'Elbe. Assiégé par les Prussiens, il remit les clefs de la place après une résistance acharnée, et put se retirer en France sur parole. La Première Restauration l'éleva au grade de Maréchal de camp et chevalier de Saint-Louis. Pendant les Cent-Jours, Napoléon lui commanda de rallier le IIIe corps d'Armée en formation à Mézières, mais Gay Vernon refusa d'obtempérer[4] et se retira sur ses terres.
↑ traduction par John Michael O'Connor (éd. J. Seymour, New York, 1817) publiée en deux volumes sous le titre « A Treatise on the Science of War and Fortification ».
↑D'après A. Mahul, Annuaire nécrologique ou complément annuel et continuation de toutes les biographies ou dictionnaires historiques, vol. 3, Paris, Ponthieu, , « Gay-Vernon (J.-B.) », p. 102.