Если вас спросить, как правильно: (чем?) гантелей или гантелью — вы, возможно, задумаетесь, а может, и зависнете. Ключом к ответу, разумеется, будет ответ на вопрос о склонении исследуемого имени существительного.
Так вот склонение у него третье: гантель. Следовательно, в творительном падеже будет гантелью.