Na mistrzostwach świata w Lahti w 1958 roku brązowy medal, ustępując tylko Finowi Paavo Korhonenowi oraz po raz kolejny Sverre Stenersenowi. W konkursie skoków Norweg uzyskał dziewiąty wynik, jednak na trasie biegowej miał drugi czas, co pozwoliło mu zająć miejsce na podium. Rok później po raz drugi zwyciężył w zawodach w Holmenkollen, otrzymując jednocześnie medal Holmenkollen. Sukces ten powtórzył także w 1960 roku. W lutym tego samego roku wystąpił na igrzyskach olimpijskich w Squaw Valley, uzyskując czternasty wynik w skokach i dwunasty na trasie biegowej, co dało mu jedenastą pozycję. Wynik Gundersena był najsłabszym spośród norweskich dwuboistów na tych igrzyskach, na kolejnych Gunder już nie startował. Ostatnim sukcesem w jego karierze było zdobycie tytułu mistrza kraju w 1961 roku.
Po zakończeniu kariery zawodniczej został działaczem sportowym, pracował między innymi w Międzynarodowej Federacji Narciarskiej. Na igrzyskach olimpijskich w Lake Placid w 1980 roku był dyrektorem technicznym podczas zawodów w kombinacji. Gundersen jest ponadto autorem metody rozgrywania zawodów, która znacząco zmieniła obraz kombinacji norweskiej.