Su madre, Mary Elizabeth "Molly" Baker, era una mujer bautista de orígenes irlando-escoceses e ingleses y su padre, Jonas Bailey Gardner, era un hombre católico de ascendencia irlandesa y amerindia.
Al cumplir Ava 13 años, toda la familia se trasladó a Newport News, en el estado de Virginia, esperando mejorar su suerte.
Duhan entró en la tienda y pidió su número de teléfono, pero no consiguió que nadie se lo diera.
En los siguientes años despuntó en The hucksters (junto a Clark Gable), Venus era mujer y Soborno (1949), un thriller dramático dirigido por Robert Z. Leonard, donde actúa junto a Robert Taylor que, según la leyenda, fue otra de sus conquistas amorosas.
Luego actuó en Mi pasado prohibido junto a Robert Mitchum (1951), con quien mantuvo otro romance.
Sin embargo, merecen recordarse también sus apariciones en películas que no tuvieron tanta fortuna comercial o artística: La Biblia (1966), superproducción dirigida por John Huston, y Mayerling (1968), dirigida por Terence Young, en la que encarnó a la emperatriz Sissí dentro de un reparto con Omar Sharif y Catherine Deneuve.
En 1968 Ava dejó España, supuestamente por problemas fiscales, y se instaló en Londres, ya parcialmente retirada.
También destaca en un entretenido thriller británico de 1975 donde la actriz compartía protagonismo con el inolvidable Dirk Bogarde y con Timothy Dalton: El hombre que decidía la muerte.
Por último, Gardner descollaba en la fantasía de estrepitoso fracaso comercial El pájaro azul (1976), junto a Elizabeth Taylor, Jane Fonda y Cicely Tyson, primera coproducción en plena guerra fría entre los EE. UU.
Esta película no fue estrenada comercialmente, y fue distribuida a través de vídeo.
Intervino más tarde en varias producciones para la televisión, como Harem, junto a Omar Sharif, y Knots Landing.