Grzegorz urodził się w roku 329 lub 330 w Arianzie, w pobliżu Nazjanzu w Kapadocji (obecnie Turcja). Podobnie jak św. Bazyli Wielki, pochodził z rodziny świętych. Świętą była jego babka - Nonna, brat - św. Cezary i siostra - św. Gorgonia. Ojciec św. Grzegorza, również Grzegorz, był biskupem Nazjanzu. Pierwsze nauki Grzegorz pobierał w Nazjanzie (337-343) u swego wuja Amfilochiusza (uczył go krasomówstwa), studia średnie odbył w Cezarei Kapadockiej (343-349), a następnie udał się na studia wyższe retoryki do Cezarei Palestyńskiej (349-352), gdzie zapoznał się z nauką Orygenesa i stał się odtąd jego wielbicielem. W tym czasie podążył do Aleksandrii (351-352), gdzie metropolitą był wówczas sławny św. Atanazy Wielki. W samą Wielkanoc przyjął chrzest, mając 28 lat (358). Na dalsze studia udał się do Aten, gdzie odbywał je wraz ze św. Bazylim Wielkim (352-358). Po powrocie do ojczyzny zajął się administrowaniem rodzinnym majątkiem (359-361). W uroczystość Bożego Narodzenia z rąk ojca otrzymał święcenia kapłańskie i odtąd pomagał mu w duszpasterstwie i w zarządzaniu diecezją (361-363).
Grzegorz pragnął jednak życia pustelniczego. Udał się więc do Neocezarei w Poncie, gdzie przebywał już wtedy św. Bazyli (363-364). Posłuszny jednak ojcu wrócił do Nazjanzu i nadal pomagał mu w zarządzaniu diecezją (364-371). Kiedy św. Bazyli został metropolitą w Cezarei Kapadockiej (372), w tym samym roku namówił Grzegorza, by przyjął biskupstwo w Sasimie. Grzegorz nie czuł się dobrze na tym urzędzie i dlatego usunął się do klasztoru św. Tekli w Seleucji Izauryjskiej, gdzie spędził cztery lata (375-379).
Po wkroczeniu cesarza Teodozego I Wielkiego do Konstantynopola, Grzegorza powołano na metropolitę Konstantynopola. Cesarz uroczyście wprowadził go do katedry Hagia Sofia. Od maja do lipca 381 roku odbywał się w Konstantynopolu sobór powszechny. Przewodniczył mu biskup Antiochii, Melecjusz, a po jego nagłej śmierci - Grzegorz. Na soborze tym metropolitom Konstantynopola, Aleksandrii, Antiochii i Jerozolimy przyznano tytuł patriarchów. Grzegorz był więc pierwszym patriarchą Konstantynopola. Wkrótce jednak zrzekł się tej godności i udał się do Karbala Arianzos, gdzie oddał się wyłącznie kontemplacji i pracy pisarskiej (382).
Zmarł w rodzinnym Arianzie w roku 389 lub 390. Data jego zgonu nie jest pewna (tradycja prawosławna podaje 25 stycznia 389 r.). Cesarz Konstantyn II (912-959) sprowadził jego relikwie z Arianzu do Konstantynopola, gdzie umieścił je w kościele Dwunastu Apostołów. Obecnie część tych relikwii znajduje się w Rzymie, w bazylice św. Piotra (w kaplicy św. Grzegorza), w klasztorze benedyktynek S. Maria in Campo Marzio oraz w Mantui w kościele św. Andrzeja.
Wspomnienie św. Grzegorza obchodzi się wraz ze wspomnieniem św. Bazylego. Jak na ziemi łączyła ich przyjaźń, tak po śmierci łączy ich wspólna chwała.
Grzegorz był wielkim teologiem, humanistą i poetą. Spuścizna literacka po nim jest bardzo bogata. Na pierwszym miejscu wypada wymienić jego kazania. Pozostało ich do naszych czasów czterdzieści pięć. Obszerna kiedyś musiała być jego korespondencja, skoro do dziś zachowało się szczęśliwie aż 245 listów. Grzegorz zasłynął ponadto jako jeden z największych poetów Kościoła Wschodniego. Ocalało aż 507 jego poetyckich utworów. Opiewa w nich tajemnice wiary, swoje osobiste przeżycia, uniesienia mistyczne i wydarzenia współczesne. Jest patronem bazylianów i poetów.

W ikonografii św. Grzegorz ukazywany jest jako biskup rytu bizantyjskiego lub w pontyfikalnych szatach rytu rzymskiego. Czasami u jego stóp Lucyfer - symbol herezji. Jest przedstawiany jako starszy mężczyzna z jasnokasztanową, krótką brodą i znaczną łysiną czołową. Zazwyczaj prawą rękę ma złożoną w geście błogosławieństwa, w lewej trzyma Ewangelię. Jego atrybutami są: anioł, księga Ewangelii, paliusz.