Gardner kwam in 1866 vanuit Amerika naar Parijs om haar kunststudies af te ronden. Ze studeerde aan de Académie Julian, onder andere bij William Bouguereau, die later haar echtgenoot zou worden. In de jaren 1870 sloot ze zich aan bij de opkomende vrouwenbeweging en samen met haar vriendin Rosa Bonheur maakte ze zich sterk voor de openstelling van de École des beaux-arts voor vrouwen.
Zo onafhankelijk als Gardner zich opstelde in de strijd voor vrouwenrechten, zoveel moeite had ze om zich als kunstenares los te maken van haar leraar en vanaf 1896 ook haar echtgenoot Bouguereau, die ze steevast en welbewust imiteerde. Haar klassieke stijl schommelt tussen romantiek en realisme, doorgaans niet gespeend van enige sentimentaliteit. Ze hanteerde een fijne techniek, die vooral tot uitdrukking komt in de texturen. Haar thema's variëren van religieuze onderwerpen tot moederschap, en veel van haar schilderijen beelden vervoering en eenzaamheid uit. Vaak getuigen ze ook van haar bijzondere eruditie.
In 1872 kreeg Gardner als eerste vrouw ooit een gouden medaille op de Parijse salon. Ze overleed in 1922, 84 jaar oud.