Fu una grande diva che seppe dosare il suo fascino e il suo talento d'attrice. Dopo un filmetto di poco conto sposò l'attore Mickey Rooney da cui divorziò l'anno successivo. Attirò l'attenzione del pubblico con il film I gangsters (1946). All'età di 25 anni lavorò con Clark Gable, suo grande amico, ne I trafficanti (1947). Il film Il bacio di Venere (1948) si dimostrò un successo e si fidanzò con Frank Sinatra. Poi fu accanto a Gregory Peck in Il grande peccatore (1949) e negli anni cinquanta interpretò ruoli da femme fatale come nel film Voglio essere tua (1951) con Robert Mitchum. Recitò nel film Mogambo (1953) per il quale ebbe una candidatura agli Oscar lo stesso anno. La sua migliore interpretazione si rivelò essere La contessa scalza (1954) dove è corteggiata da Rossano Brazzi e Humphrey Bogart. successone per il film Sangue misto (1956) e, in seguito, si recò in Italia dove s'innamorò di Walter Chiari con cui recitò nel film La capannina. Il divorzio da Frank Sinatra provocò molto scalpore. Dopo quel film la bellezza orientale della Gardner iniziò a svanire anche a causa dell'alcolismo. Durante una corrida a Madrid subì un calcio da un toro che le lasciò un segno permanente sulla guancia. Di questo periodo sono La Maja desnuda (1958) e lo splendido L'ultima spiaggia (1959). Negli anni seguenti  La notte dell'iguana (1964), La Bibbia (1966) e nello straordinario Il giardino della felicità (1976). Nello stesso anno recitò con Sophia Loren e Alida Valli nel film Cassandra crossing. Morì a Londra nel 1990, all'età di 67 anni per una polmonite, poco dopo avere terminato la sua biografia.