Gunnarsson spelade sin andra NHL-match med Maple Leafs sedan han blev uppkallad i förra veckan från farmarlaget Marlies.
Han var med och assisterade till Phil Kessels 1-1-mål i mitten av den första perioden.
Toronto tog sedan ledningen med 2-1 i början av den andra perioden, men Senators vände och vann matchen efter mål av Milan Michalek och Mike Fisher.
Torontos kasse vaktades på nytt av Vesa Toskala.
Carl Gunnarsson fick spela 18:23 minuter och var +/-0. Lagets andre svensk på isen i natt, Rickard Wallin, var -1 med 12:06 minuter på isen.

Tungt i Toronto

Hos Ottawa spelade Daniel Alfredsson som vanligt mycket (19:40), men blev utan poäng den här gången.
Toronto har nu förlorat fyra matcher i rad och ligger näst sist i Eastern conference på elva poäng.
Man har elva poäng upp till den åttonde och sista slutspelsplatsen.