Сондергаард появилась на свет 15 февраля 1899 года в Литчфилде (штат Миннесота, США), ее настоящее имя Эдит Холм Сондергаард. Девочка училась в Школе драматического искусства в Миннеаполисе, а затем присоединилась к Шекспировскому театру. Позже Сондергаард отправилась на гастроли с театральной труппой со спектаклями «Гамлет», «Юлий Цезарь», «Венецианский купец» и «Макбет».
В 1936 году Гэйл Сондергаард снялась в фильме «Энтони Эдверс» и была первой, кто получил премию Оскар в номинации «Лучшая актриса второго плана».
В 30-х годах карьера актрисы была на вершине. В 1937 году Гэйл сыграла в фильме «Жизнь Эмиля Золя». В 1939 году Гэйл Сондергаард получила роль ведьмы в фильме «Волшебник страны Оз», но испугавшись, что образ ведьмы и уродливый макияж могут испортить ее карьеру, отказалась от предложения.
В 1940 году актриса сыграла роль Тайлетт в фильме «Синяя птица» - ответ кинокомпании Fox на фильм «Волшебник страны Оз». В этом же году Гэйл появилась в фильме «Письмо», где сыграла экзотическую и зловещую жену. За роль жены короля в фильме «Анна и король Сиама» Сондергаард получила вторую номинацию на премию Оскар в категории «Лучшая актриса второго плана».
Карьера Гэйл серьезно пострадала во время периода «Красной угрозы» в США в начале 1950-х годов, когда ее муж был обвинен в принадлежности к коммунистической партии и внесен в «Черный список» Голливуда. Сондергаард поддерживала своего мужа во время работы над фильмом «Соль Земли» 1954 года. Сразу после того как фильм был готов, они продали дом в Голливуде и переехали в Нью-Йорк, где Гэйл смогла играть в театре.
В 2000 году был снят фильм «Один из голливудской десятки» - хроники отношений Сондергаард и Байбермена (мужа актрисы) и ее роль в создании фильма «Соль Земли».
Перед тем, как оставить свою карьеру, актриса снялась еще в нескольких фильмах. Гэйл Сондергаард умерла от цереброваскулярного тромбоза в Лос-Анджелесе 14 августа 1985 года. Ее тело было кремировано, а прах развеян над Тихим океаном.
