Zwischen 1920 und 1926 war Gardiner Abgeordneter im Repräsentantenhaus von Maine, als dessen Speaker er zeitweise fungierte. Im Jahr 1928 wurde er als Kandidat der Republikanischen Partei gegen den DemokratenEdward C. Moran zum neuen Gouverneur seines Staates gewählt. Gardiner trat sein Amt am 2. Januar 1929 an, das er nach einer Wiederwahl im Jahr 1930 – erneut gegen Moran – bis zum 4. Januar 1933 ausüben konnte. In seiner Amtszeit wurden die Verwaltung und das Gerichtssystem von Maine reformiert. Ansonsten wurde seine Regierung von der Weltwirtschaftskrise geprägt, die auch in Maine ihre Spuren hinterließ. Auch hier gab es Bankenzusammenbrüche und eine steigende Arbeitslosigkeit. Die Krise erreichte etwa zu dem Zeitpunkt des Ausscheidens von Gardiner aus dem Amt des Gouverneurs ihren Höhepunkt.
Weiterer Lebenslauf
Nach dem Ende seiner Amtszeit zog sich Gardiner aus der Politik zurück und widmete sich seinen privaten Angelegenheiten. William Gardiner starb am 3. August 1953 bei einem Flugzeugabsturz in Pennsylvania. Er war mit Margaret Thomas verheiratet, mit der er vier Kinder hatte.