Detta innebär att hon lämnar Wolfsburg där hon nyligen, tillsammans med Fridolina Rolfö och Hedvig Lindahl, blev tysk mästare.
29-åringen har skrivit på ett tvåårigt avtal med Lyon.
– Jag är tacksam över att få fortsätta utvecklas som spelare och att få göra det i världens bästa lag, skriver Gunnarsdottir på Instagram.
I Lyon, som vunnit Champions League de fyra senaste åren, blir isländska landslagsspelaren lagkamrat med norska Ada Hegerberg som tidigare blivit utnämnd till världens bästa spelare.