3 maja 2009 złożył wieczyste śluby mnisze, przyjmując imię zakonne Grzegorz na cześć św. Grzegorza Palamasa. W roku następnym został zwolniony ze służby w eparchii permskiej, by rozpocząć działalność duszpasterską w Oddziale Synodalnym ds. posługi w więzieniach, w którym w tym samym roku został wiceprzewodniczącym. W roku następnym został zwolniony z tej funkcji i oddany do dyspozycji patriarchy moskiewskiego i całej Rusi, który w grudniu 2011 mianował go asystentem kierownika Sekretariatu Administracyjnego patriarchatu. W 2012 patriarcha skierował go również do służby duszpasterskiej w cerkwi Trójcy Świętej na terenie metochionu patriarszego w Moskwie–Ostankinie.
Na posiedzeniu Świętego Synodu w dniach 25–26 grudnia 2013 otrzymał nominację na biskupa troickiego i jużnouralskiego. W związku z tym 9 stycznia roku następnego otrzymał godność archimandryty. Jego chirotonia biskupia odbyła się 16 marca 2014 w cerkwi Narodzenia Matki Bożej w Moskwie (w rejonie Kryłatskoje)В неделю 2-ю Великого поста, святителя Григория Паламы, Предстоятель Русской Церкви освятил храм Рождества Пресвятой Богородицы в Крылатском г. Москвы и возглавил хиротонию архимандрита Григория (Петрова) во епископа Троицкого и Южноуральского. W końcu 2018 r. został przeniesiony na katedrę czelabińską. 3 stycznia 2019 r.