Święty pochodził ze starej rzymskiej rodziny patrycjuszów. Urodził się w 540 r. Zdobył świetne wykształcenie, był m.in. prefektem Rzymu. Po 4 latach rządów zrezygnował z tej funkcji i został benedyktynem. Własny dom przekształcił na klasztor, a w swoich posiadłościach ufundował 6 innych klasztorów. Ok. 580 r. został doradcą i osobistym sekretarzem papieskim oraz opatem klasztoru. Po śmierci papieża Pelagiusza II św. Grzegorz jednomyślnie został wybrany jego następcą. Był pierwszym papieżem, który przyjął do dziś używany tytuł "sługa sług Bożych".

Kierował Kościołem w niespokojnych czasach najazdów barbarzyńskich. Zreformował życie Kościoła, odnowił liturgię, usunął niegodnych urzędników, proboszczów i biskupów. Nawiązał dobre kontakty z patriarchami Wschodu i z okolicznymi władcami. Wysłał 40 misjonarzy benedyktyńskich do Anglii, kładąc w ten sposób fundamenty pod jej chrystianizację.

Zmarł 12 marca 604 r., został pochowany w bazylice św. Piotra. Po ostatniej reformie liturgicznej jego wspomnienie przeniesiono, z racji Wielkiego Postu, z 12 marca na 3 września.

Ze św. Grzegorzem wiąże się zwyczaj odprawiania "mszy gregoriańskich". Jeszcze gdy był opatem benedyktyńskim w Rzymie zmarł pewien mnich, przy którym znaleziono prywatne pieniądze, co w zakonie było uważane za wielki grzech. Mnicha pochowano poza murami opactwa, w niepoświęconej ziemi. W trosce o jego zbawienie św. Grzegorz nakazał odprawiać w jego intencji Mszę św. przez kolejnych 30 dni. Po odprawieniu ostatniej zmarły miał się ukazać świętemu i dziękować za wybawienie z czyśćca. Odtąd panuje w Kościele przekonanie, że msze gregoriańskie skutecznie wyjednują zmarłym miłosierdzie Boże i przyspieszają ich wejście do nieba.