Родился в Одессе, с 14 лет начал работать, воевал на фронтах Гражданской войны, работал репортёром газет «Гудок», «Комсомольская правда», «Крестьянская газета». Участник Великой Отечественной войны.
Сын — Григорий Грибоносов-Гребнев (1950 года рождения), прозаик.
Литературную деятельность начал в 1930 году.
Как писатель-фантаст является ярким представителем довоенной советской приключенческо-познавательной научной фантастики. В своём фантастическом рассказе «Невредимка» (1939) (позднее переработанном в повесть «Южное сияние») описывает изобретение «глубинного энергетического скафандра», отбрасывающего любое соприкоснувшееся с ним тело. Одно из самых известных произведений Гребнева — фантастический роман «Арктания. (Летающая станция)» (1937; 1938; в переработанном виде — 1955, «Тайна подводной скалы»). Сюжет романа, на который автора вдохновил дрейф первой советской полярной станции Северный полюс-1, построен вокруг огромного дирижабля — научной станции, «подвешенной» над Северным полюсом — и повествует о противодействии поджигателям войны из тайной и могущественной организации «крестовиков» (прообраз германских нацистов), мечтающим использовать Арктику как плацдарм для нападения на СССР.
Известна также приключенческая повесть Гребнева «Пропавшее сокровище» о поисках библиотеки Ивана Грозного.
Работал как сценарист, написал сценарий к фильму «Белый пудель».
В послевоенные годы писатель не успел закончить повесть «Мир иной», посвящённую контакту с высокоразвитой внеземной цивилизацией. Повесть была отредактирована (фактически — написана по черновикам автора) А. Стругацким и вышла в одном томе с «Пропавшим сокровищем» в серии «Библиотека Приключений и Научной Фантастики» в 1961 году.
Оставил воспоминания об Исааке Бабеле.