Pierwszy sukces w karierze Gabriel Poulain osiągnął w 1905 roku, kiedy zdobył złoty medal w sprincie indywidualnym zawodowców podczas mistrzostw świata w Antwerpii. Przed wybuchem I wojny światowej zdobył jeszcze trzy srebrne medale w tej konkurencji, podczas: MŚ w Genewie (1906), MŚ w Berlinie (1908) i MŚ w Kopenhadze (1909). W dwóch pierwszych przypadkach lepszy okazał się Duńczyk Thorvald Ellegaard, a w trzecim zwyciężył kolejny Francuz - Victor Dupré. Po wojnie zdobył między innymi tytuł mistrza Francji w 1922 i 1924 roku, a na mistrzostwach śwista w Zurychu w 1923 roku zajął ponownie drugie miejsce, tym razem przegrywając z Pietem Moeskopsem z Holandii. Nigdy nie wystąpił na igrzyskach olimpijskich.