W 1927 roku otrzymała angaż do pierwszoplanowych ról w filmach Siódme niebo, Wschód słońca i Anioł ulicy. Rok później jako pierwsza aktorka w historii otrzymała nowo ufundowaną nagrodę − Oscara − dla najlepszej aktorki za role w tych trzech filmach. Był to jedyny raz, kiedy nagrodzono Oscarem za kilka ról. Do 1986 roku była również najmłodszą aktorką, która otrzymała Oscara w swojej kategorii, kiedy to o rok młodsza aktorka Marlee Matlin otrzymała statuetkę.
Później była najlepiej opłacaną aktorką wytwórni 20th Century Pictures. W 1937 roku została ponownie nominowana do Oscara za rolę w musicalu Narodziny gwiazdy. Ostatni raz Janet Gaynor wystąpiła w filmie Bernardine w 1957 roku.
Gaynor umarła w wieku 77 lat na zapalenie płuc wywołane przez wypadek samochodowy, do którego doszło w San Francisco. Została pochowana na Hollywood Forever Cemetery w Hollywood w stanie Kalifornia.
Aktorka posiada własną gwiazdę na Hollywood Walk of Fame przy 6286 Hollywood Blvd.