Elle à deux sœurs Ragni et Hester qui deviendra également une actrice.

En 1912, la famille a déménagé à Minneapolis, lorsque son père accepte un poste d'inspecteur fédéral dans une fabrique de beurre.

Après sa scolarité au Central High School, elle étudie l’art dramatique à l'Université du Minnesota. Elle fut d’abord membre des Studio Players avant d’intégrer la compagnie John Keller, spécialisée dans le répertoire Shakespearien. En 1928, elle rejoint la Theatre Guild dirigé par Herbert J. Biberman, (qui deviendra son second mari en 1930) jouant dans un certain nombre de productions dont : « Major Barbara » de George Bernard Shaw, où « Strange Interlude » d’Eugene O'Neill...

Avec sa beauté de velours, le sourire radieux et forte d’une belle expérience sur scène, elle fait sa première apparition au cinéma en 1936 dans « Anthony Adverse » de Mervyn LeRoy, et remporte l’Oscar de la meilleure actrice pour son personnage d’une femme vicieuse, rusée, sinistre et maîtresse du perfide Claude Rains avec Fredric March dans le rôle titre et Olivia de Havilland.

Avec le portrait d’une femme malveillante, et vipère, elle enchaine avec « Le démon sur la ville » (1937) de Frank Lloyd, dans cette chasse aux sorcières la belle Barbara (Claudette Colbert) devient suspecte parce qu'elle flirte avec un inconnu que les habitants croient être Satan, cela ne l'aide lorsqu'une femme (Gale Sondergaard) révèle que la mère de Barbara a été reconnue coupable de sorcellerie dans la vieille Angleterre.

En 1937, dans le film historique « La vie d’Emile Zola » de William Dieterle elle est l’épouse courageuse du Capitaine Dreyfus accusé de trahison incarné par (Joseph Schildkraut) et en costume d’époque, dans « Juarez » (1939) elle campe l’Impératrice Eugénie l'épouse de Napoléon III (Claude Rains) avec Paul Muni et Bette Davis.

Elle devient une meurtrière dans « La lettre » (1940) de William Wyler, Leslie (Bette Davis) tue le mari de Mme Hammond (Gale Sondergaard) soit disant qu'il tentait d'abuser d'elle, tout le monde croit a sa version, mais une lettre l'accuse , Mme Hammond la guette un soir et la tue d'un coup de couteau. (Elle fut nominée aux Oscar mais ne le remporte pas).

A contre emploi en 1940, elle accepte pour Walter Lang, de participer à un film fantastique pour enfants « L’oiseau bleu » elle est la chatte Tylette que la fée Berylune (Jessie Ralph) la transforme en forme humaine avec toute sa grâce féline requise, avec Shirley Temple une fillette égoïste et capricieuse à la recherche de l’oiseau bleu.

Elle aborde le film d'horreur sous la houlette d’Albert S. Rogell, « Le chat noir » (1941) elle est la gouvernante d'une vieille dame (Cecilia Loftus), dans sa propriété, se trouve dans un garage un curieux crématorium dans lequel elle brûle les corps de ses chats morts et place leurs cendres dans des urnes, un jour elle fait venir ses héritiers afin de leur lire son testament, mais est-ce vraiment pour cela ?

Elle compose une tenancière d'un bordel miteux pour marins, dans « L’île des péchés oubliés » (1943) d’Edgar G. Ulmer, un jour débarque deux chasseurs de trésors John Carradine et Frank Fenton à la recherche d'un navire coulé contenant 3 millions de dollars en or, elle les persuade de participer à la recherche ce qui mettre à rude épreuve l’amitié des deux hommes ; puis une intrigante et séduisante femme dans « La femme à l’araignée » (1944) de Roy William Neill, Londres est frappée par une vague de suicides inexplicables, Sherlock Holmes (Basil Rathbone) va démasquer une bande de malfrats emmenée par la redoutable Andrea (Gale Sondergaard).

Elle endosse la robe d’une gitane dans « La fière Tzigane » (1944) de Roy William Neill, elle est Rhoda, la femme du chef de la tribu gitane Anube (Leo Carillo) persécutée par un vil baron (Douglass Dumbrille) qui désire Carla la belle Tzigane (Maria Montez).

Elle fait une création assez spectaculaire, elle est aveugle et effrayante dans le film d'horreur d' Arthur Lubin « La femme araignée contre-attaque » (1946),(qui n’est pas une suite de « La femme à l’araignée » de 1944 de Roy William Neill), une jeune fille (Brenda Joyce) travaille comme gardienne de maison pour une femme riche , elle ne sait pas que chaque nuit elle est, dans un sommeil drogué et que cette femme draine son sang pour nourrir ses plantes afin de créer un sérum de la mort mélangé avec du venin d'araignée.

Elle campe une femme maléfique dans « Une nuit au paradis » (1946) d’Arthur Lubin, le roi Crésus de Lydie (Thomas Gomez) s'attire la malédiction de la reine sorcière Attossa (Gale Sondergaard) qu'il avait promis d'épouser, lorsqu'il choisit la belle Delarai de Perse (Merle Oberon), Attossa, sous une forme désincarnée, se moque de Crésus jusqu'à la folie ; puis l’austère et mélancolique Lady Thiang la première épouse du roi de Siam (Rex Harrison) dans « Anna et le roi de Siam » (1946) de John Cromwell avec Irene Dunne, Linda Darnell et Lee J. Cobb, pour sa prestation Gale rapporte une nomination à l’oscar.

Gale Sondergaard ne se doute pas encore que « Ville haute, ville basse » (1949) de Mervyn LeRoy, sera son dernier film dans lequel elle est la mère de Jessie (Barbara Stanwyck) qui tue Isabel (Ava Gardner) la maîtresse de son mari (James Mason). Dès 1950, dans le contexte de la Guerre Froide le sénateur Joseph McCarthy fait la chasse aux éventuels agents, militants ou sympathisants communistes aux Etats-Unis, elle fut une des victimes du maccarthysme comme son mari Herbert J. Biberman, et se voit inscrite sur la liste noire du cinéma d’où le creux de sa carrière pendant une vingtaine d'années.

Elle fera son retour en 1968, mais les quelques films qu’elle tournera encore ne vont pas marquer les esprits, ont peut néanmoins citer « La revanche d’un homme nommé Cheval » (1976) aux cotés de Richard Harris elle est Main Blanche une sage indienne au visage ridé.

L'actrice se retire après une dernière apparition dans le drame horrifique « Echoes » (1980) où elle campe une psychiatre aux côtés de Ruth Roman et Mercedes McCambridge.

Coté vie privée : Elle épouse l'acteur Neill O'Malley en 1922, elle divorce en 1930 pour épouser la même année le scénariste Herbert J. Biberman rencontré lors de son passage à la Theatre Guild, ils restèrent unis jusqu'au décès du metteur en scène en juin 1971, le couple a adopté deux enfants Joan et Hans.

Suite à plusieurs accidents vasculaires cérébraux, Gale Sondergaard décède le 14 août 1985 d'une thrombose vasculaire cérébrale au Motion Picture and Television Hospital de Woodland Hills à l'âge de 86 ans...