RTL Radio trat an Gainsbourg heran und beauftragte ihn, für den Eurovision Song Contest 1965 in Neapel den Beitrag für Luxemburg zu komponieren. Gainsbourg schrieb das Lied auf Betreiben von Gilbert und Maritie Carpentier. France Gall wurde wiederum von Gainsbourg ausgewählt, seine Komposition zu präsentieren. Er unterbreitete ihr eine Auswahl von zehn Liedern, aus der sie sich für ihr Lieblingslied "Poupée de cire, poupée de son" entschied. Es war Gainsbourgs dritte Komposition für Gall. Beim Wettbewerb am 20. März 1965 in Neapel, der von geschätzten 150 Millionen Fernsehzuschauern verfolgt wurde, zeigten sich die Jurys der teilnehmenden Rundfunkanstalten von ihrem jugendlichen Charme angetan und kürten Gainsbourgs Lied zum Sieger, obwohl ihre Darbietung alles andere als stimmsicher wirkte. Mit "Poupée de cire, poupée de son" gewann zum ersten Mal keine Ballade den Wettbewerb, und es deutete sich an, dass sich der Song Contest zeitgemäßer Popmusik öffnen würde. Gall siegte mit 32 Punkten vor der Britin Kathy Kirby ("I Belong"; 26 Punkte).