Отец Грегора Гизи — Клаус Гизи, родился в еврейской семье и был известным общественным и политическим деятелем ГДР, в частности, занимал посты министра культуры и председателя совета по церковным делам при Совете министров ГДР. Мать Грегора Гизи — Ирене Гизи (урождён. Лессинг) родилась в Санкт-Петербурге в семье коммерсанта и переселилась с родителями в Германию после окончания Первой мировой войны. Благодаря тому, что брат матери Грегора Гизи, Готтфрид Лессинг, в 1945—1949 годы состоял в браке с известной британской писательницей, лауреатом Нобелевской премии по литературе Дорис Лессинг, Грегор Гизи приходится писательнице племянником.
Грегор Гизи окончил юридический факультет Берлинского университета в 1970 году. С 1971 являлся практикующим адвокатом. Среди его клиентов были диссиденты, критиковавшие государственный строй ГДР (например, Роберт Хавеманн и Рудольф Баро).
Грегор Гизи являлся членом СЕПГ с 1967. В конце 80-х годов присоединился к протестному движению в ГДР, требовавшему либерализации режима по примеру перестройки, происходившей в СССР.
В 1990 Грегор Гизи был избран председателем реформированной СЕПГ, названной вначале Социалистическая единая партия Германии — Партия демократического социализма, а позже переименованной в Партию демократического социализма. В 1990 Грегор Гизи был избран в Народную палату ГДР.
На всеобщих парламентских выборах в первый Бундестаг объединённой Германии, прошедших 16 октября 1994 г., был избран в состав парламента в числе тридцати избранных от ПДС депутатов. В 1998 г. Грегор Гизи покинул пост председателя партии, оставаясь в 1998—2000 гг. лидером её парламентской фракции, будучи вновь избранным в парламент и на выборах 27 сентября 1998 г. Отставка с поста председателя партии была вызвана скандалом, связанным с обнародованием материалов о сотрудничестве Грегора Гизи со «Штази».
После того, как по результатам муниципальных выборов в Берлине к власти пришла коалиция ПДС и СДПГ, Грегор Гизи занял пост вице-бургомистра и сенатора (члена муниципального правительства) по вопросам экономики, труда и делам женщин в правительстве Клауса Воверайта. Однако, оказавшись в центре скандала, вызванного использованием в личных целях Грегором Гизи «бонусных миль», накопленных за время полётов по служебным командировкам, которые можно использовать только для полетов по служебным надобностям, 31 июля 2002 года он вынужден был подать в отставку.
В мае 2005 г. после объявления Герхардом Шрёдером досрочных выборов Грегор Гизи явился одним из фронтменов предвыборной кампании Партии демократического социализма и участником объединения части левого спектра германской политики в единую партию, названную Левая партия. ПДС. Партия достигла немалого успеха на федеральном уровне, и позже на земельных выборах.
После того, как 16 июля 2007 г. состоялось объединение левых сил Германии в партию «Левые», Грегор Гизи стал одним из её главнейших лидеров и сопредседателем её парламентской фракции.
Весь тираж немецкого издания фильма «Жизнь других» на DVD был отозван из продажи из-за прозвучавших в аудиокомментариях высказываний режиссёра о деятельности политика Грегора Гизи и актрисы Дженни Грёлльманн в качестве агентов восточногерманской тайной полиции «Штази».