Unatoč brojnim vezama i brakovima, oduvijek su je zanimale i žene. To je shvatila već sa 17 godina, kada je prvi put sama otišla u New York i kada je na pozornici na Broadwayu ugledala tada 23-godišnju Betty Grable. Prije udaje za Sinatru, Ava Gardner imala je kratku aferu s tadašnjim seks-simbolom britanske kinematografije Christine Norden, a tijekom braka s njim upustila se u aferu s Lanom Turner. Iako je voljela muškarce i bila okružena njima, niti jedan od njih nije ju seksualno zadovoljio.