Lauréate du concours de Miss Israël en 2004, elle a percé au cinéma en jouant le rôle de Gisele Yashar dans la franchise Fast and Furious. Elle a été choisie pour incarner Wonder Woman dans l'univers DC, faisant ses débuts dans le film Batman v Superman : L'Aube de la justice avant de jouer dans Wonder Woman en 2017.
À 19 ans, elle s'est fait connaître au niveau national en remportant le concours national de Miss Université et en se rendant en Équateur pour participer à l'événement Miss Univers.
En 2007, elle a été photographiée par le magazine Maxim pour le reportage "Les femmes de l'armée israélienne".
Née à Rosh HaAyin en Israël, elle a grandi dans une famille juive et israélienne traditionnelle avec sa jeune sœur prénommée Dana. Elle a épousé Yaron Versano en 2008. Yaron et elle ont deux filles nommées Alma et Maya. En juin 2021 Gadot et Versano ont accueilli leur troisième enfant ensemble.
Vin Diesel a partagé l'affiche avec elle dans les films Fast and Furious.