Вже з 800 року його називають разом з Августином, Амвросієм і Ієронімом. Боніфацій VIII зараховував його як четвертого латиніста до „egregii doctores ecclesiae” („oбраним Вчителем Церкви”).
Народився близько 540 р. в Римі, походив з сенаторської дворянської сім'ї. У 572-573 р. був префектом міста Риму. Після смерті батька Гордіана перетворив батьківський палац на Clivus Jrauri в Римі в бенектинський монастир Андрія, до якого близько 575 р. пішов з 12 послідовниками. Аналогічні монастирі заснував також в Сицилії, де отримав багатий спадок. Сестри його батька, Тарсілія, Емелін і Гордіан, жили якийсь час в одному з цих монастирів.
Григорій Бенедиктом I (або Пелагієм II) висвячений в сан диякона. Папа Пелагій II відправив його до 579 р. як апікрісіара (відповідає приблизно сучасному нунцію) до імператорського двору в Константинополь, де він у дуже складних обставинах представляв інтереси Папи. При цьому він набув тієї видатної дипломатичної мудрості, яка його пізніше вирізняла як Папу. В 585-86 рр. він повернувся в Рим і став радником Папи.
Після смерті останнього був обраний до 590 р. новим Папою 3 вересня 590 р. Отримав посвячення в єпископи. Григорій I є, мабуть, найбільш геніальним і впливовим Папою першого тисячоліття. Завдяки його зв'язкам з франкським королем Хільдебертом Паризьким і його дочкою Бертою - дружиною короля Кента Етельберта, йому вдалося провести християнізацію англосаксів. Для цієї мети він відправив близько 40 ченців з монастиря Андрія під керівництвом Августина (Кентерберійського) до Англії. Новий вестготський король Реккаред (з 586 р.) надав з політичних причин, а також зважаючи на особисті переконання нову теологічну орієнтацію країні, пристосовуючись до Риму. Григорій I зумів відвернути короля від аріанства, а разом з ним - і вестготів. Йому вдалося укласти мирну угоду з лангобардами, що осаджуються в 592 р. і в 593 р. в Римі. Крім цього він нав'язав контакти з католичкою Теоделіндою, дочкою баварського герцога Гарібальді і королевою лангобардів, в результаті чого її син Адалоальд прийняв хрещення, і врешті-решт рід лангобардів прийняв католицьку віру. Нарешті, йому вдалося покінчити з міланським розколом. За допомогою цих великих церковно-політичних звершень Григорію I вдалося значно посилити особливе папське становище. Для нього характерна далекоглядна мудрість і великодушність в оцінці національних особливостей і язичницьких уявлень різних народів.
Також у пастирському і соціальному відношенні він досяг значних результатів: у боротьбі з голодом та епідеміями він реорганізував господарське використання церковної земельної власності, він захищав орендарів земель від експлуатації і розвинув соціальне забезпечення і турботу про бідних. Він виступав також за права євреїв. Проведена ним нормалізація всіх перерахованих моментів служила керівництвом для Пап наступних століть. Він дбав також про дисципліну і моральність в середовищі духовенства. Як далекоглядний наставник віруючих, він упорядкував римську літургію і встановив римський канон Меси. Також літургійні співи «грегоріанський хорал» знайшли завдяки йому вперше в 595 р. свою твердо встановлену форму. Як говорить переказ, його першою акцією в якості новообраного Папи, була потужна процесія по місту з молитвою про позбавлення від чуми (в 590 р.).
Святий Григорій є покровителем вчених, вчителів, учнів, студентів, мулярів (через те, що будував багато лікарень), хорів і хористів.