Gregorius kwam uit een vooraanstaande Romeinse familie en ontwikkelde zich tot een bestuurlijk talent. Dit maakte hem in 572 al tot prefect, maar door een geestelijke crisis enkele jaren later trok Gegorius zich terug als monnik in een door hemzelf gesticht klooster. In zijn klooster besteedde hij zijn tijd aan boetedoeningen, studie en aan een beschouwend leven. Maar de kerk liet hem niet met rust, want zij hadden begaafde en ervaren lieden nodig. Zo kreeg hij een benoeming als afgezand van de paus bij de keizer in Constantinopel. Hier kon Gegorius gedurende 6 jaar de machtige politieke structuur van nabij ervaren en bestuderen. Daarop werd Gregorius door de paus terug geroepen om hem te helpen met zijn werkzaamheden. In 590 werd Gregorius zeer tegen zijn zin tot paus gekozen. Hij probeerde er onderuit te komen, maar werd eigelijk onder dwang tot opperherder gekroond.
Politiek was dit een roerige tijd van oorlogen, hongersnoden en rechteloosheid. Ondanks de afkalvende macht van de keizer in Constantinopel maakte deze wel aanspraken op Italië, maar kon daardoor ook niets uitrichten tegen veroveringstochten van de Langobarden. Dit machtsvacuüm vroeg om een sterke paus. En zo men met Gregorius gekozen had, kregen ze ook een sterke paus. De paus ging de plunderaars van Rome te lijf, beschermde stad en omgeving en herstelde orde en gezag. We zien hier de geboorte van de pauselijke staat, welke tot 1870 voortduurde, en waarvan de Vaticaanse stadsstaat nog een restant van is.
In zijn functie gaf Gregorius abdijen aanwijzingen voor armenzorg en werkverschaffing. Hij verbeterde de priesteropleiding, waarvan het grondmodel meer dan 1.000 jaar zou stand houden. Vele andere theologische verhandeling worden hem ook toegeschreven. Als eerste sprak Gregorius over het vagevuur: de plaats (of voorportaal van de hemel) waar overleden zielen eerst hun zonden moesten uitboeten (wegbranden), voordat zij tot de hemel toegelaten werden. Voorts staat Gregorius aan de bakermat van naar hem genoemde Gregoriaanse zang. Al moet gezegd worden dat de tegenwoordige versies daarvan afwijken. Verder werd de liturgie verbeterd en het missiewerk naar onder meer Engeland gestimuleerd.
Gregorius overleed op 12 maart 604, maar verloren daarmee tevens de meest daadkrachtige paus die de kerk tot dan toe gehad had. Maar aan zijn persoon zijn vele legenden opgehangen. Een voorbeeld is de boeteprocessie tijdens een pest epidemie. Ook Gregorius liep hierin blootvoets mee, zijn hoofd bestooid met as. Boven het mausoleum van keizer Hadrianus zag Gregorius de aartsengel Michaël zweven. Deze aartsengel zwaaide met zijn zwaard over de stad, maar deed hem vervolgens in zijn schede terug. Gregorius begreep hieruit dat de processie geholpen had en dat de pest epidemie voorbij was. Als herinnering plaatste men op het mausoleum een beeld van Michaël met zwaard. Dit bouwwerk ging vervolgens door het leven als Engelenburcht.