Frank Gardner a grandi dans un contexte difficile, marqué par la disparition précoce de son père. Il a alors été élevé par son oncle, Hope Bartlett, une figure australienne du sport automobile. Ce dernier l'initie à la mécanique et à la conduite en compétition.
Dès la première moitié des années 1950, il se distingue comme rameur en remportant le championnat australien de surf boat, mais son intérêt se porte très vite sur l'automobile. Il participe à ses premières courses sur une Jaguar XK120, puis sur des modèles C-Type et D-Type qu'il restaure lui-même après des accidents. Ce mode de fonctionnement deviendra courant au début de sa carrière et il en sourira plus tard en évoquant la débrouille de l'époque.
En 1958, il part pour l'Angleterre afin de poursuivre une carrière dans le sport automobile. Il commence d'abord chez Jaguar comme mécanicien, puis rejoint rapidement Aston Martin en tant que technicien de l'équipe de course. Il fait partie de l'équipe qui prépare l'Aston Martin qui remportera les 24 Heures du Mans en 1959. Il commence alors à courir au Royaume-Uni, profitant de son poste à la Jim Russell Racing School, où il acquiert une grande expérience des monoplaces. Après quelques succès dans des formules inférieures, il devient le premier employé de Jack Brabham lorsqu'il fonde son écurie de course. A cette époque, il alterne les rôles de mécanicien et de pilote essayeur.
Il participe à de nombreuses épreuves nationales et continentales, notamment avec des Brabham, des Lotus et des AC Cobra, tout en perfectionnant et en préparant les voitures qu'il pilote ou qu'il confie à d'autres. En 1963, il se classe troisième du championnat britannique de Formule Junior.
En 1964, il rejoint l'équipe John Willment Automobiles et participe notamment au championnat britannique de Formule 2. En juillet, il dispute son premier Grand Prix de Formule 1 lors de l'épreuve britannique. Qualifié en 19e position au volant d'une Brabham BT10, il abandonne dès le premier tour à la suite d'un accident.
En 1965, il dispute sa première saison complète de Formule 1 au volant d'une Brabham BT11 équipée d'un moteur BRM. Il commence l'année par le Grand Prix d'Afrique du Sud, qu'il termine à la douzième place, ayant bouclé la majeure partie de la distance malgré une voiture moins performante que celles des équipes d'usine. Lors des manches européennes, il parvient à rallier l'arrivée à plusieurs reprises. Il réalise sa meilleure performance de la saison en se classant huitième au Grand Prix de Grande-Bretagne à Silverstone, puis se classe onzième au Grand Prix des Pays-Bas à Zandvoort. Il doit cependant faire face à de nombreux abandons, souvent causés par des problèmes mécaniques ou des limitations techniques propres à une structure privée. Parallèlement à la Formule 1, il participe à quelques courses de voitures de sport et de grand tourisme au Royaume-Uni, confirmant ainsi son image de pilote polyvalent, passionné autant par la piste que par la technique.
Après 1965, il consolide sa réputation de pilote polyvalent en Europe et en Océanie, en combinant les disciplines des monoplaces, des voitures de tourisme et des sport-prototypes. Dès 1966, il se distingue dans la Tasman Series, terminant deuxième de l'Australian Grand Prix à Lakeside, derrière Graham Hill, et troisième à Warwick Farm, en 1967, où il partage la piste avec Jim Clark et Jackie Stewart. Parallèlement à ce parcours en monoplaces, il participe fréquemment à des courses européennes hors championnat, comme le Race of Champions à Brands Hatch et le Gold Cup à Oulton Park, et monte plusieurs fois sur le podium, comme lors du Méditerranée GP.
Il brille également en endurance et en voitures de sport. Il obtient une huitième place dès 1962 aux 24 Heures du Mans avec David Hobbs sur une Lotus officielle, puis participe à cinq éditions de la classique mancelle jusqu'à la fin des années 1960. En 1967, il remporte les 200 miles du Norisring avec une Lola T70, modèle qui lui permet également de gagner le Guards Trophy à Mallory Park et à Brands Hatch, ainsi que la Gold Cup à Oulton Park en 1969. Il parcourt alors l'Europe à la recherche de nouveaux succès sur des circuits rapides et techniquement exigeants.
Son palmarès s'est considérablement enrichi dans le championnat britannique des voitures de tourisme, avec trois titres : en 1967 avec la Ford Falcon Sprint, en 1968 avec la Ford Cortina Lotus et la Ford Escort, puis en 1973 avec la Chevrolet Camaro. Il est également vice-champion en 1970 sur une Ford Mustang Boss 302, une anecdote souvent évoquée pour la saison où il effectuait parfois l'entretien de la Mustang après les courses, renouant ainsi avec sa formation d'ingénieur-mécanicien.
Frank ne délaisse jamais les monoplaces et devient champion britannique de Formule 5000 en 1971 avec une Lola T192, puis une T300, tandis qu'il remporte la DARM à Hockenheim sur une Ford Mustang la même année. Il remporte le Grand Prix de Nouvelle-Zélande en 1972, succès qu'il aime rappeler lors de rencontres internationales, soulignant ainsi son attachement à cette course que son oncle, Hope Bartlett, avait déjà remportée dans les années 1930. En fin de carrière, il se tourne vers le championnat national australien de tourisme et décroche le titre en 1977 avec une Chevrolet Corvair Corsa, après avoir été vice-champion en 1976.
Apprécié pour son humour et son analyse technique, il se fait remarquer à la fin des années 1970 par ses conseils aux jeunes pilotes et ses interventions dans la presse spécialisée.
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