Projekt jednostki bazował na konstrukcji typu Émeraude. Długi i cienki kadłub okrętu został zoptymalizowany pod kątem osiągania dużej prędkości zarówno w położeniu nawodnym, jak i pod wodą. W celu poprawy dzielności morskiej okręt miał podwyższoną część dziobową, co nadało jednostce nietypowy wygląd i przydomek „szczoteczka do zębów”.
„Mariotte” zamówiony został 31 grudnia 1906 roku w arsenale w Cherbourgu. Stępkę okrętu położono 30 marca 1908 roku, a zwodowany został 2 lutego 1911 roku. Okrętowi nadano nazwę na cześć wybitnego francuskiego fizyka i botanika z XVII wieku – Edme’a Mariotte’a.
W momencie wodowania na okręcie zamontowany był tylko prawoburtowy silnik elektryczny: brak było silników wysokoprężnych, a drugi silnik elektryczny zainstalowano między 3 maja a 21 czerwca 1911 roku. Pierwsze próby zanurzeniowe odbyły się w dniach 8–22 sierpnia, a na początku września, po zamontowaniu pełnego zestawu akumulatorów i balastu w miejscu niedostarczonych silników Diesla, odbyły się próby prędkości. Pod wodą okręt osiągnął prędkość 11 węzłów, stając się tym samym najszybszym francuskim okrętem podwodnym. 22 września dokonano pierwszych strzelań torpedowych, a 21 listopada okręt zanurzył się na głębokość 25 metrów.