Målet är att bryta Israels blockad och upprätta en humanitär korridor till Gaza.
– Vi försöker också sända ett meddelande till Gazas folk om att världen inte har glömt er, säger svenska klimataktivisten Greta Thunberg i den tunisiska hamnstaden Bizerte före avgång.
– När våra regeringar inte lyckas ta itu med problemet har vi inget annat val än att ta saken i egna händer.
Runt 20 fartyg som seglat från Barcelona har samlats i Bizerte, varifrån de sista har avgått under måndagsmorgonen, rapporterar AFP.
Greta Thunbergs fartyg beskjutet
Så sent som under natten till onsdagen uppgav Global Samud Flotilla (GSF) att fartyget blivit beskjutet av en misstänkt drönare för andra gången i rad.
På Instagram uppgav organisationen att det började brinna efter händelsen, och att ingen skadades.
– Vi hörde någon skrika ”drönare!” så vi sprang in och satte på oss flytvästar. Vi hoppas att det här inte kommer att bli återkommande nattliga händelser, säger Leila Hegazy, som var ombord på båten, i ett videoklipp.