Le pavillon Landrecies à peine achevé, l’Association coopérative du Capital et du Travail entreprend en 1883 de réaliser un nouveau bâtiment d’habitation au lieu dit « Gisompré », acquis par Jean-Baptiste-André Godin entre 1868 et 1878. La construction est élevée le long de la route de Cambrai, au sud-ouest du Palais social, à l’extérieur de la presqu’île formée par l’Oise et le canal des usines sur laquelle avait été fondé le Familistère.

Le pavillon Cambrai est le dernier immeuble d’habitation construit par la Société du Familistère. Il est aussi le plus vaste. Il comprend près de 150 appartements. Le pavillon Cambrai reprend la plupart des dispositions des édifices du Palais (escaliers dans les angles, coursives, appartements traversants sur quatre niveaux). Il se distingue cependant par sa cour à ciel ouvert. La volonté d’adapter le dispositif constructif aux souhaits des habitants, l’excessive portée requise pour la charpente et l’existence de trois cours couvertes pour abriter les fonctions sociales familistériennes ont pu conduire à cette transformation du modèle architectural. A un degré différent du pavillon Landrecies, le pavillon Cambrai est une entorse à l’esprit de l’habitation unitaire. La cour couverte est un espace collectif à caractère domestique. Sa vertu première est de manifester l’unité de l’habitation. La cour ouverte est simplement un espace simplement commun qui fait du pavillon Cambrai un parent de l’immeuble « collectif » du XXème siècle.

Plus conforme aux modes d’habiter du XXème siècle, le pavillon Cambrai est le moins affecté des immeubles du Palais social par la dissolution en 1968 de l’Association coopérative et la constitution de copropriétés privées. Comme le pavillon Landrecies, il a été exclu en 1991 du classement du Palais social au titre de la loi sur les Monuments Historiques. Grâce à des travaux d’entretien réguliers, facilités par des surfaces communes bâties réduites, l’état sanitaire du bâtiment reste convenable. La copropriété a pu réaliser des équipements de confort, comme un ascenseur, qui ont permis de maintenir un taux d’occupation bien plus élevé que celui des autre bâtiments d’habitation du Familistère.