Tượng Nữ thần Tự do
Thiết kế và xây dựng > Xây tượng tại Pháp

Khi về Pháp năm 1877, Bartholdi tập trung vào việc hoàn tất phần đầu của pho tượng. Công đoạn này sau được ra mắt tại Hội chợ Thế giới Paris năm 1878. Nhiều mô hình nhỏ hơn được đem bán để hỗ trợ việc gây quỹ. Dân chúng cũng có thể mua vé vào xem công đoạn xây tượng đang diễn ra tại xưởng Gaget, Gauthier & Co. Ngoài ra chính phủ Pháp cho mở một cuộc xổ số; giải thưởng có một cái đĩa bằng bạc và một mô hình tượng bằng đất nung. Tính đến cuối năm 1879 thì đã quyên góp được khoảng 250.000 franc Pháp.
Viollet-le-Duc có công trong việc cấu tạo đầu và tay tượng nhưng ông ngã bệnh năm 1879 rồi mất. Là người then chốt trong giai đoạn này, Viollet-le-Duc lại không để văn bản nào về cách ráp phần da vỏ đồng bên ngoài vào lõi tượng bằng nề bên trong. Phải đến năm sau Bartholdi mới tìm được người tiếp sức với nhiều sáng kiến: nhà xây cất và thiết kế Gustave Eiffel. Eiffel cùng với kỹ sư xây cất Maurice Koechlin quyết định bỏ không dùng lõi gạch; thay vào đó sẽ dùng giàn tháp cao bằng sắt. Eiffel cũng không dùng giàn cứng chắc vì áp suất sẽ đè lên vỏ ngoài, dần gây ra rạn nứt. Chủ ý của Eiffel là muốn pho tượng di dịch ít nhiều vì vị trí ở cửa biển đôi khi sẽ có gió lớn. Ngoài ra vào những ngày hè oi bức, tượng cần co giãn. Ông giải quyết hai nhu cầu trên bằng cách nối vỏ tượng ngoài vào giàn tháp trong bằng một khung giáp (armature). Khung này dùng mảnh sắt tạo từ những khuyên sắt nhỏ nối vỏ ngoài với sườn trong một cách kiên cố. Trong tiến trình thi công, mỗi mảnh bằng khuyên sắt phải được gia công riêng. Để ngăn ngừa cơ nguy vỏ bằng đồng làm soi mòn giàn tháptrong, Eiffel cho bọc lớp vỏ đồng bằng chất amiăng có trộn sơn cánh kiến. Việc thay đổi cấu trúc từ lõi bằng nề sang giàn tháp sắt đã cho phép Bartholdi sử đổi cách ráp tượng. Trước kia ông có ý định ráp vỏ tượng tại nơi dựng tượng khi khung nề hoàn tất như Viollet-le-Duc thiết kế; tuy nhiên với giàn tháp sắt Bartholdi chọn cho ráp tượng tại Pháp, sau đó tháo ra rồi chuyển đến Hoa Kỳ để ráp lại tại đảo Bedloe.
Thiết kế của Eiffel đã làm cho bức tượng này trở thành một trong số những mẫu công trình xây dựng đầu tiên sử dụng kỹ thuật xây vách treo mà theo đó phần bên ngoài của công trình không phải là phần chịu tải, thay vào đó phần ngoài được một khung sườn phía bên trong nâng đỡ. Ông gắn thêm hai cầu thang hình xoáy ốc bên trong để khách tham quan dễ dàng di chuyển lên điểm quan sát nằm trên chiếc mũ miện hơn. Lối vào ban công quan sát nằm quanh ngọn đuốc cũng được thiết kế nhưng vì chỗ cánh tay hẹp nên chỉ có thể đặt được duy nhất một cái thang đơn độc dài 40 ft (12 mét). Khi sườn tháp được từ từ xây cao lên, Eiffel và Bartholdi cùng điều hợp công việc của họ một cách cẩn thận sao cho các đốt vỏ tượng ăn khớp hoàn toàn vào khung cấu trúc chống đỡ.
Trong một hành động mang tính chất biểu tượng, Đại sứ Mỹ tại Pháp là Levi P. Morton đã đóng cây đinh tán đầu tiên vào vỏ tượng để kìm giữ tấm đồng vào ngón chân to của bức tượng. Tuy nhiên, vỏ tượng không được thi công theo đúng chiều thứ tự từ thấp đến cao; công việc lắp ráp vỏ tượng được tiến hành cùng lúc trên nhiều đoạn tượng khác nhau theo cách thường hay làm cho khách tham quan lẫn lộn. Một số công đoạn được những nhà thầu thi công — một số những ngón tay được làm đúng theo chi tiết của Bartholdi là do hãng làm kim loại đồng ở thị trấn Montauban miền Nam nước Pháp phụ trách. Vào năm 1882, bức tượng đã được hoàn chỉnh lên đến phần ngực, đây là một sự kiện mà Barthodi ăn mừng bằng cách mời các phóng viên đến dự một buổi ăn trưa được tổ chức trên một bục nền xây bên trong bức tượng. Năm 1883, Laboulaye qua đời. Ferdinand de Lesseps, người xây kênh đào Suez lên kế nhiệm ông làm chủ tịch ủy ban Pháp. Bức tượng hoàn chỉnh được chính thức trao cho Đại sứ Morton trong một buổi lễ tại Paris ngày 4 tháng 7 năm 1884, và de Lesseps thông báo rằng chính phủ Pháp đồng ý trả tiền cho việc chuyên chở bức tượng tới Thành phố New York. Bức tượng vẫn được để nằm yên tại Paris, chờ đợi phần bệ tượng đang được hoàn thành; đến tháng 1 năm 1885, việc gì đến đã đến, bức tượng được tháo rời và đóng thùng sẵn sàng cho chuyến vượt đại dương.