Den hellige Gregor ble født rundt 707 ved Trier i det nåværende Tyskland. Han kom fra en fornem frankisk familie, og hans far Alberik var sønn av den hellige Adela av Pfalzel, som etter at hun ble enke, var abbedisse i Pfalzel (Palatiolum) nær Trier. Adela har vært regnet som datter av den hellige frankerkongen Dagobert II, noe som feilaktig gjorde Gregor som en ætling av det merovingiske kongehuset, men denne legenden skyldes et forfalsket testamente.
Den intelligente Gregor var ofte på besøk hos sin farmor i Pfalzel. Da gutten leste latin flytende, fikk han til nonnenes glede lese bordbønnen ved måltidene. En dag i 722 var det en hedersgjest i klosteret, den store, hellige misjonæren Bonifatius, som var på gjennomreise fra Friesland til Hessen og Thüringen. Gregor leste teksten på latin, men da Bonifatius spurte om han kunne forklare den til dem som ikke kunne latin, men den oppgaven var for stor for ham. Da reiste Bonifatius seg og forklarte for ham og nonnene evangelieteksten de hadde hørt, og han la til en preken om nødvendigheten og fruktene av et apostolisk og dydig liv. Dette gjorde han på en så varm og overbevisende måte at Gregors hjerte ble fylt av entusiasme.
Han erklærte straks at han aktet å bli med Bonifatius, og ikke noe kunne få ham fra dette. Han ble disippel og med tiden en nær medarbeider av Bonifatius, Tysklands store apostel, og det ble sagt at Bonifatius elsket ham som en sønn. Han delte hans arbeid og prøvelser, fulgte ham på alle hans misjonsreiser og lærte av ham hellighetens hemmelighet. Han ble også benediktinermunk (Ordo Sancti Benedicti – OSB).
I 738 avla Bonifatius sitt tredje besøk i Roma. Gregor reiste sammen med ham og brakte med seg tilbake mange verdifulle tillegg til sitt bibliotek. Rundt 750 sendte Bonifatius Gregor til Utrecht i det nåværende Nederland for å bli abbed for det nylig grunnlagte klosteret St. Martin der. Skolen ved klosteret ble en slags misjonsseminar og et senter for fromhet og lærdom. Studenter strømmet til fra alle kanter: frankere, frisere, saksere og til og med bayere og schwabere. Det kom også mange fra England, selv om de hadde strålende skoler i sitt eget land, og mange engelske misjonærer fikk sin utdannelse i Utrecht. Den mest berømte av hans elever var den hellige friseren Ludger, som skrev en biografi om ham. Han ble senere biskop av Münster. Andre berømte elever var de hellige Lebuin og Marculf. Alle tre hadde tilknytning til England, de to siste kom derfra og Ludger hadde studert i York.
Den første biskopen av Utrecht, den hellige Willibrord, var død i 739, men hadde ikke fått noen etterfølger. Bonifatius utnevnte sin venn, den hellige Eoban, som administrator av bispesetet. I 754 startet han på sin siste misjonsreise og tok med seg Eoban, men de ble begge martyrdrept den 5. juni 754. Etter dette beordret pave Stefan II (III) (752-57) og Pipin den Lille (741-68) Gregor til å administrere bispedømmet. Av den grunn kaller mange Gregor for biskop, selv den forrige utgaven av Martyrologium Romanum, selv om han aldri ble bispeviet.
Etter Bonifatius' martyrium ledet Gregor frisermisjonen og bispedømmet Utrecht i 22 år, samtidig som han fortsatte som abbed av St. Martin. Det at han aldri ble bispeviet forteller historien at skyldtes hans ydmykhet, mens en annen versjon skylder på politiske grunner, da hans bror ble beskyldt for en forbrytelse mot det karolingiske kongehuset. Han ledet bispedømmet sammen med sin angelsaksiske medarbeider Alubert. Da han ble bedt om å fastsette en straff for morderne som drepte hans to halvbrødre, nektet han å gjøre det, og beordret dem løslatt etter at han hadde gitt dem en sunn formaning. Et brev fra den hellige biskop Lullus av Mainz til Gregor er bevart.
Noen år før sin død fikk Gregor en lammelse i sin venstre side, og den bredte seg gradvis til hele kroppen. Da han følte at døden nærmet seg, sørget han for å bli båret inn i kirken, og der døde han en 25. august rundt 776 (780?) i Utrecht. Hans relikvier ble oppbevart i Utrecht, og i 1421 og 1597 ble de undersøkt ved bispevisitasjoner. En stor del av hans hode oppbevares fortsatt i skattkammeret i klosterkirken St. Amalburga i Susteren ved Limburg i Nederland. Hans minnedag er dødsdagen 25. august, men 26. august nevnes også (i Trier). I Utrecht feires han den 8. november sammen med andre av byens hellige biskoper. Hans navn står i Martyrologium Romanum. Han avbildes som biskop som deler ut almisser til de fattige.