Après la mort de leur père en 1905, Auguste et Gustave Perret s’associent à Claude, leur cadet, pour créer la firme Perret Frères. Ils se consacrent alors pleinement à l’étude du béton armé. Le garage de la rue Ponthieu (1906, détruit) sera le premier témoignage des compétences acquises par l’entreprise. En 1908, au moment où Charles-Édouard Jeanneret (le futur Le Corbusier) fait son stage à l’agence Perret, les deux frères édifient la cathédrale d’Oran pour l’architecte Albert Ballu. Le Corbusier écrit : "Ils étaient devenus l’âme de l’affaire, reprenant
totalement les plans de l'architecte pour en offrir, grâce au béton armé, une traduction nouvelle et une véritable interprétation."

Dès cette période, la firme Perret ne correspond plus aux critères habituels de l'entreprise. Elle est doublée d'une agence d'architecture qui la dirige effectivement et qui engage toute la machine productive (conception et fabrication) au service d'une théorie rationaliste du projet.