Le lycée emploie en 2008 126 professeurs.
A la rentrée 2008, 1 418 élèves suivaient des cours au lycée Gay-Lussac, dans 33 classes ainsi que dans les classes prépa. La répartition se fait ainsi :
En plus du français, les langues enseignées sont : l'anglais, l'allemand, l'espagnol, l'italien, le portugais, le russe et l'arabe. Pour les deux dernières, seulement en classes préparatoires.
Le lycée propose un enseignement en CGPE (Classes préparatoires aux grandes écoles, "Prépa") :
Selon le classement 2009 des lycées du Figaro, qui se fonde sur les différents taux de réussite au bac, la capacité à faire progresser les élèves et leur accompagnement tout au long de leur scolarité, le lycée Gay-Lussac se classe 874e sur 1915 établissements étudiés.
Lors de son enquête similaire, L'Express avait, selon les mêmes critères, placé le lycée au 862e rang sur 1909.
Avec un taux de réussite de 91 % au bac pour la session 2008 (93 % en 2007), un taux d'accès de la première au bac de 92 % et 95 % de bacheliers parmi les élèves sortants, le lycée se place au 5erang régional sur 18 lycées.
La façade a été réalisée par Joseph Brousseau, architecte du palais épiscopal de l'Évêché, devenu musée.
Le lycée se trouve à moins de dix minutes de la Gare de Limoges-Bénédictins
Ce lieu est desservi par les lignes de trolleybus et de bus de la TCL 2 (stations Carrefour Tourny et Place Wilson), 4 et D4 (station Saint-Pierre), 5 D5 8 10 D10 12 18 20 21 22 et 34 (station Carrefour Tourny).