Родился в Санкт-Петербурге 22 декабря 1816 (3 января1817) года. Прибалтийский немец, сын прусского подданного. Отец Гарнака по материнской линии, Густав Эверс, издал «Справочник по истории догматов» Мюнтера.
С 1834 года по 1837 год изучал богословие в Дерптском университете, где получил степень кандидата богословия. Оставив Дерпт, некоторое время работал домашним учителем в богатых семьях. Затем обучался в университетах Берлина, Бонна и Эрлангена.
Вернувшись в Россию, защитил диссертацию «Commentationum in prologum Evangelii secundum Joannem particula I» (Дерпт, 1843) и по ходатайству Совета Дерптского университета ему было разрешено читать лекции на кафедре практического богословия; 14 апреля 1844 года он защитил диссертацию на степень магистра богословия «Die Ideen der Predigt, entwickelt aus dem Wesen des protestantischen Kultus» (Эльберфельд, 1844) и 15 июня был утверждён в должности штатного приват-доцента по той же кафедре.
В 1845 году появилось его сочинение «Die Grundbekentnisse der evangelisch-lutherischen Kirche», после чего он был избран исправляющим должность экстраординарного профессора (избрание утверждено 10 октября 1845). В декабре 1846 года он выдержал докторский экзамен; 2 февраля 1847 года посвящён в проповедники для университетского богослужения. В мае того же года защитил диссертацию на степень доктора «Disputatio de theologia practica recte definienda et adornanda» и 5 июля был утверждён экстраординарным профессором; наконец, 4 ноября 1848 года назначен ординарным профессором; 8 марта 1852 г. избран на кафедру догматики и нравственного богословия (утвержден 20 октября); 25 марта 1852 года произведён в коллежские советники.
Спустя 13 лет он вновь был избран Дерптским университетом на кафедру практического богословия и 12 июля 1866 года определён ординарным профессором (с 9 июня). Трёхлетие с 1 января 1867 года он состоял деканом богословского факультета. Был также председателем комитета Ливонского Синода по литургической реформе; его работа (Liturgische Formulare…) послужила основой для проведения литургических реформ в 1885 и 1898 годах[1].
В апреле 1872 года его постиг апоплексический удар, подорвавший его здоровье, но ещё в течение трёх лет продолжал педагогическую деятельность; в отставку вышел 5 августа 1875 года. Однако продолжал учёно-литературную деятельность и написал в это время свои самые главные теологические труды: издал в 1877—1878 гг. 2 тома «Practische Theologie» и в 1885 году второй том своего труда, касающегося теологии Лютера: «Luthers Theologie mit besonderer Beziehung auf seine Versöhnungs- und Erlösunglehre» (1-й том вышел в 1862 году).
Главным интересом его деятельности, как теолога, было изучение Cultusgeschichte — строгая систематизация всей практической теологии с точки зрения евангелическо-лютеранских религиозных убеждений.
Die Grundbekenntnisse der evangelisch-lutherischen Kirche = Главные вероучительные тексты Евангелическо-лютеранской церкви (Дерпт, 1845)
Der christliche Gemeindegottesdienst im apostolischen und altkatholischen Zeitalter (1854)
Der Kleine Katechismus M. Luthers in seiner Urgestalt kritisch untersucht und herausgegeben (1856)
Die lutherischen Kirche Livlands und die Herrnhuter Brüdergemeine (Эрланген, 1860)
Die Kirche, ihr Amt, ihr Regiment (1862)
Luthers Theologie mit besonderer Beziehung auf seine Versöhnungs- und Erlösungslehre (Т. I, 1862; Т. II, 1885)
Die freie lutherische Volkskirche (1870)
Liturgische Formulare zur Vervollständigung und Revision der Agende für die evangelische Kirche in Rußland (Дерпт, 1872—1874)
Praktische Theologie (1877—1878)
Katechetik und Erklärung des Kleinen Katechismus Luthers (1882).