Το 1785 έγινε πατριάρχης Κωνσταντινουπόλεως. Ο πάντοτε ενεργητικός και φλογερός Γρηγόριος, εκδιώχθηκε δύο φορές από τον θρόνο του, με την υποψία του Σουλτάνου της συμμετοχής του στην Επανάσταση. Επανήλθε οριστικώς το 1818 και έμεινε στον πατριαρχικό θρόνο μέχρι και τον μαρτυρικό του θάνατο. Εκείνο το έτος ο Ιωάννης Φαρμάκης τον έκανε μέλος της Φιλικής Εταιρείας.
Όταν ξέσπασε η επανάσταση στη Μολδοβλαχία, ο Σουλτάνος, έχοντας ήδη θανατώσει πολλούς Έλληνες της Πόλης, ανάγκασε τον Πατριάρχη να καταδικάσει την επανάσταση. Όμως, ο Πατριάρχης ουδέποτε την εγκατέλειψε αλλά συνέχισε να την βοηθά. Αυτό μάλιστα το μαρτυρεί και ο Αλέξανδρος Υψηλάντης σε επιστολή του. Σύντομα όμως οι Τούρκοι κατάλαβαν ότι βοηθά την Επανάσταση και στις 22 Απριλίου, Κυριακή του Πάσχα, τον συνέλαβαν και τον κρέμασαν στην πύλη του Πατριαρχείου. Το σώμα του έπειτα το πέταξαν στην θάλασσα όπου ευσεβείς χριστιανοί το βρήκαν και το έθαψαν.
Η πύλη στην οποία κρέμασαν τον πατριάρχη Γρηγόριο, δεν έχει ανοίξει μέχρι και σήμερα, προς τιμήν και μνήμη του.