Родился в Санкт-Петербурге в семье известного юриста Филимона Церетели. Закончил в 1893 г. Санкт-Петербургский Императорский университет, читал лекции в Санкт-Петербурге и Берлине.
В 1905—1914 гг.) возглавлял кафедру классической филологии в Юрьевском университете, а с 1914 г. после защиты докторской диссертации стал профессором и заведующим кафедрой классической филологии Санкт-Петербургского университета. Среди его студентов был Осип Мандельштам.
В 1917 г. Церетели был избран членом-корреспондентом Академии Наук.
С 1920—1937 Григол Церетели возглавляет кафедру классической филологии Тбилисского государственного университета, а с 1923 по 1931 также Научную библиотеку ТбГУ.
Г. Ф. Церетели был почетным членом Папирологического общества Германии и Берлинского археологического института.
67-летний ученый с мировым именем был арестован в 1937 и вскоре был расстрелян в тюрьме.