Su padre, que también era arquitecto, se trasladó en 1804 a Múnich, donde el joven Gärtner recibió su primera instrucción en arquitectura. Para completar esa educación, marchó a París en 1812, donde estudió con Charles Percier y en 1814 se fue a Italia, donde pasó cuatro años en el estudio de las antigüedades. Los frutos de este trabajo aparecieron en 1819 en algunas vistas acompañadas de descripciones de los principales monumentos de Sicilia (Ansichten erhaltenen der am meisten Monumente Siciliens).
Después de una viaje a Inglaterra, Gärtner fue nombrado en 1820 profesor de arquitectura en la Academia de Bellas Artes de Múnich. Su trabajo como arquitecto comenzó con este nombramiento. En 1822, trabajó como director artístico de la Porcelana de Nymphenburg. Gärtner, finalmente, llegó a ser inspector jefe de edificios del gobierno y desde 1842 director de la Academia de Bellas Artes.
Friedrich von Gärtner y Leo von Klenze son los arquitectos más conocidos de Baviera durante el reinado de Luis I. Su arquitectura era generalmente neorrománica, estilo muy del gusto del rey bávaro.
La iglesia muniquesa de San Luis en la calle de Luis influenció poderosamente otras arquitecturas religiosas, sobre todo en Estados Unidos.
