Après le projet inachevé d'un grand établissement thermal de la fin du 18e siècle et l'épisode révolutionnaire, Joseph-Étienne Richard, nommé préfet à Toulouse le 11 ventôse an VIII, relance le projet. Il s’inscrit ce faisant dans la droite ligne des intendants de l'’Ancien Régime et, comme La Chapelle 20 ans auparavant, il commande un nouveau plan, encore à un ingénieur des Ponts et Chaussées, cette fois celui du département, Pierre Laupiès (1737-1820). Le projet de Le Bourgeois, inabouti et déjà délabré, est abandonné, conformément aux prescriptions de l’'Académie de Médecine, car trop éloigné des sources et le nouvel établissement est accolé à la montagne. La construction de l’'édifice est prompte : la première pierre est posée le 12 frimaire an XIV (3 décembre 1805) par le sous-préfet de Saint-Gaudens, J.-P. Roger, et par le maire Gabriel Nadau. L’'établissement ouvre dès 1807, même si les travaux ne sont vraiment achevés qu'’en 1815. Il prend le nom de thermes de la Reine, en référence au nom de la source principale. L’'entrepreneur, Salles, reçoit la ferme des bains en concession pour un bail de neuf ans afin de recouvrer ses frais de construction qui s’élèvent à 123 000 F.

Le projet de Laupiès prévoyait un plan carré avec cour intérieure, les bains occupant les galeries du rez-de-chaussée. Salons et chambres devaient se répartir à l’'étage. Les projets conservés montrent une certaine recherche en matière de décor : pilastres colossaux pour le pavillon central, bossage de la travée centrale de la cour et des chaînes d’angle, décor sculpté des clés et du fronton (créatures marines crachant de l’eau).

L’'édifice est connu par plusieurs documents : une aquatinte de Melling (vers 1820), une gravure de 1836 due à Frédéric Dandiran et les relevés de l’'architecte Maurette (1840). Le parti définitif est un peu différent du plan : le niveau d'’étage est restreint à la partie surmontant la porte d’'entrée et l'’ensemble n’o'ffre pas la décoration sculptée et les pilastres du projet. Les arcs en plein cintre du rez-de-chaussée sont finalement réduits aux trois travées centrales. Il fut renoncé aux logements prévus à l'’étage en raison des inconvénients causés par les émanations sulfureuses.

Pierre Bertrand qui décrit l'’établissement en 1838 le juge « d’'apparence médiocre » et assure qu’il possède 35 baignoires et une dizaine de douches, dont il déplore la disposition. L’'étroitesse des cabinets et l’'absence de vestiaires poussent les curistes, qui viennent tout habillés, à accrocher leurs vêtements un peu partout, encombrant les couloirs et faisant ressembler l'’ensemble à un magasin de costume.

Depuis les années 1820, les bains de la Reine étaient insuffisanst mais les projets de reconstruction qui se multiplient dans les années 1830 n'aboutissent pas. Dans la nuit du 9 au 10 juillet 1841, le feu prend à nouveau aux thermes de la Reine dont il brûle toutes les toitures : cela tranche définitivement la question entre l’'agrandissement et la reconstruction.