Анатоль Іларыёнавіч Гардзіенка нарадзіўся ў в. Локці Ніжняомскага раёна Омскай вобласці (Расія). У 1964 г. скончыў фізічны факультэт Беларускага дзяржаўнага ўніверсітэта імя У. І. Леніна. Працаваў настаўнікам фізікі ў адной з мінскіх сярэдніх школ. З 1966 г. лёс А. І. Гардзіенкі непарыўна звязаны з Фізіка-тэхнічным інстытутам Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі (НАН Беларусі). Да 1969 г. ён вучыўся ў аспірантуры пры інстытуце. У 1970 г. абараніў кандыдацкую дысертацыю на тэму «Электротермообработка титановых сплавов ВТ14, ВТ15 и ВТ16», у 1983 г. доктарскую на тэму «Разработка теории и создание технологических процессов скоростной электротермической обработки полуфабрикатов и изделий из титановых сплавов». Да 1990 г. А. І. Гардзіенка працаваў на розных пасадах у падраздзяленнях інстытута – галоўны інжынер лабараторыі, малодшы навуковы супрацоўнік, старшы навуковы супрацоўнік, галоўны навуковы супрацоўнік, загадчык лабараторыі, загадчык аддзела. У 1990 г. прызначаны намеснікам дырэктара па навуковай рабоце ўстановы, а з 2002 да 2010 г. з’яўляўся яе дырэктарам. Вучонае званне прафесара было прысвоена ў 1991 г., у 1996 г. абраны членам-карэспандэнтам НАН Беларусі, у 2003 г. стаў акадэмікам. З 2010 па 2014 г. выконваў абавязкі дырэктара, адначасова з 2013 г. з’яўляўся начальнікам навукова-даследчага цэнтра Фізіка-тэхнічнага інстытута НАН Беларусі.

Навуковыя інтарэсы вучонага ахопліваюць розныя актуальныя галіны матэрыялазнаўства, металафізікі хуткасных працэсаў, тэорыі і тэхналогіі хуткаснай тэрмічнай апрацоўкі матэрыялаў і інш. Ім распрацаваны тэорыя фазавых і структурных ператварэнняў у тытанавых сплавах для ўмоў хуткага і звышхуткага нагрэву, канцэпцыя фарміравання гетэрагенных структурных станаў у сплавах пры ўздзеянні інтэнсіўных патокаў энергіі; растлумачана фізічная прырода працэсаў структурнай перакрышталізацыі, рэкрышталізацыі і распаду метастабільных фаз. Навуковыя распрацоўкі, выкананыя А. І. Гардзіенкам, сталі асновай для стварэння і ўкаранення ў авіяцыйнай і металургічнай прамысловасці новых тэхналогій і аўтаматызаванага абсталявання для паверхневага і аб’ёмнага тэрмаўмацавання паўфабрыкатаў і вырабаў з дысперсійна-цвярдзеючых сплаваў, а таксама металічных матэрыялаў, якія працуюць у экстрэмальных умовах. За стварэнне тэхналогіі і абсталявання для атрымання бранявых гетэрагенных матэрыялаў і арганізацыю іх буйнасерыйнай вытворчасці для сродкаў індывідуальнай абароны вучонаму прысуджана ў 1988 г. Дзяржаўная прэмія БССР у галіне навукі і тэхнікі. Даследаванні ў галіне фізікі разбурэння шматслойных кампазітаў і высокатрывалых матэрыялаў з выкарыстаннем сталі, тытанавых сплаваў, керамікі і сінтэтычных матэрыялаў, выкананыя А. І. Гардзіенкам і яго вучнямі, дазволілі вырашыць праблему арганізацыі серыйнай вытворчасці балістычных кампазіцыйных матэрыялаў і сродкаў індывідуальнай бронеаховы новага пакалення для спецслужбаў Міністэрства ўнутраных спраў Рэспублікі Беларусь і ўзброеных сіл краіны, забяспечыць патрэбнасці ў гэтых відах узбраення. Створаныя новыя канструкцыі манаблокаў для сродкаў бронеаховы па сваіх ахоўных уласцівасцях не саступаюць замежным, а па некаторых перавышаюць іх.

Анатолю Іларыёнавічу Гардзіенку належаць больш за 360 навуковых прац, у тым ліку 11 манаграфій. У суаўтарстве ім напісаны такія работы, як «Структурные и фазовые превращения в титановых сплавах при быстром нагреве» (1983), «Синергетические аспекты физико-химических методов обработки» (2000), «Высокоэнергетическая обработка функциональных и конструкционных материалов» (2005), «Электронно-лучевая обработка материалов» (2006), «Обработка изделий машиностроения с применением индукционного нагрева» (2009). Таксама мае 61 патэнт і аўтарскае пасведчанне на вынаходніцтвы.

Анатоль Іларыёнавіч Гардзіенка займаецца навукова-арганізацыйнай дзейнасцю. З’яўляецца членам спецыялізаванага савета па абароне доктарскіх дысертацый Вышэйшай атэстацыйнай камісіі Рэспублікі Беларусь, экспертнага савета Дзяржаўнага вышэйшага атэстацыйнага камітэта Рэспублікі Беларусь, рэдкалегіі часопіса «Весці Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі. Серыя фізіка-тэхнічных навук», вучонага савета Фізіка-тэхнічнага інстытута НАН Беларусі, навуковага савета па дзяржаўнай праграме фундаментальных даследаванняў «Матэрыялы ў тэхніцы», навукова-тэхнічнага савета па дзяржаўнай навукова-тэхнічнай праграме «Тэхналогіі».

Навуковыя дасягненні А. І. Гардзіенкі адзначаны прэміяй акадэмій навук Украіны, Беларусі і Малдовы (2001) за работу «Изучение механизма и кинетики фазовых и структурных превращений в неравновесных условиях и разработка перспективных технологий упрочнения сталей и сплавов», прэміяй імя акадэміка В. А. Капцюга НАН Беларусі і Сібірскага аддзялення Расійскай акадэміі навук (2006) за серыю работ «Теоретическое и экспериментальное исследование, разработка технологий модификации материалов и получения соединений с использованием концентрированных потоков энергии», а таксама ганаровымі граматамі.

Матэрыял падрыхтаваны ў 2016 г.