Nacque a Roma intorno al 540 da una ricca famiglia patrizia. Studiò lettere e poi diritto, e appena trentenne, nel 572, fu nominato prefetto della città, la più alta carica civile a Roma. Si guadagnò subito la stima delle autorità imperiali e di tutti i romani, che presero a designarlo come “il console di Dio”. Alla morte del padre, dopo che sua madre Silvia si ritirò in monastero, lui stesso fece professione monastica nella casa paterna sul Celio, trasformata in monastero sotto il titolo di S. Andrea. La sua contemplazione si nutriva dello studio assiduo della Scrittura e dei Padri.
Papa Pelagio II nel 578 lo mandò come suo rappresentante presso l’imperatore d’Oriente, e nel 585 lo richiamò per farlo suo consigliere personale. Nel 589, alla morte di Pelagio II, stroncato dall’epidemia di peste scoppiata a Roma, Gregorio all’unanimità fu acclamato papa. Esercitò il suo governo attraverso vicari apostolici, in un periodo segnato da continui conflitti tra i Longobardi e l’esarcato bizantino. Con Milano e Aquileia riuscì a ricucire i rapporti, da tempo lacerati, tra i due patriarcati e il vescovo di Roma. Scrisse la Regola pastorale, nel desiderio di trasfondere la linfa evangelica del carisma del monachesimo nelle strutture ecclesiastiche; i Moralia in Job, per esortazione di Leandro vescovo di Siviglia; numerose Lettere, 40 Omelie e quattro libri di Dialoghi – una raccolta di vite di santi italiani – di cui il secondo dedicato interamente alla vita di san Benedetto. Portano il suo nome un Sacramentario e un Antifonario.
Il suo pontificato fu un annuncio ininterrotto del vangelo di Gesù, che leggeva attraverso tutte le Scritture e in comunione profonda con l’assemblea dei fedeli. Della sua ansia missionaria, l’espressione più celebre è l’invio nel 596 del monaco Agostino ad evangelizzare i popoli dell’Inghilterra. Morì il 12 marzo del 604, ed è considerato l’ultimo dei quattro grandi dottori dell’Occidente.