Alumno de Catherine Hiegel y Dominique Valadiét en el Conservatorio Nacional, en 2006 Grégory Gadebois se convirtió en residente de la Comédie Francaise donde interpretaría veinte obras de teatro, entre ellas Le retour au desert de Bernard-Marie Koltes, Le mariage de Fígaro de Beaumarchais, Trois hommes dans un salon, en la que interpretaba a Brassens bajo la dirección de Anne Kessler, Les Naufragés de Guy Zilberstein, The Forced Marriage de Moliere, Ubu roi de Alfred Jarry, Cyrano de Bergerac de Edmond Rostand, Un tramway nommé désir de Tennessee Williams, Poil de carotte de Jules Renard.

En 2011, tras dejar la Comédie Francaise protagonizó la puesta en escena de Anne Kessler Des fleurs pour Algernon luego Cuisine et dépendances y Un air de famille, ambas dirigidas por Agnes Jaoui, en el Théatre de la Porte Saint-Martin. También formó parte del reparto de La Musica deuxième de Marguerite Duras, dirigida por Jacques Weber en el Théatre du Petit Saint-Martín.
En cine, ganó el premio César como Mejor actor revelación por El amor de Tony de Alix Delaporte, y filmó entre otras Grey Souls de Yves Angelo, Olga´s Chignon de Oiga y Les yeux clairs de Jérome Bonnellt, Ajuste de cuentas de Ariel Zeitoun, Frontier of the Dawn de Philippe Carrel, A Day at the Museum de Jean Michel Ribes, Gainsbourg (vida de un héroe) de Joann Sfar, An Ordinary Execution de More Dugain, The Straight Line de Régis Wargnier, Goodbye Morocco de Nadir Mokneche, Pop Redemption de Martín Legallt One of a Kind de Francois Dupeyron, Reinventing Marvin de Anne Fontaine, Raoul Taburin de Pierre Godeau, Pauvre Georges! de Claire Devers, El oficial y el espía de Roman Polanski. A principios de 2020, regresa al teatro con Des Fleurs pour Algerno, y rueda Police de Anne Fontaine y ESPERANDO A MISTER BOJANGLES de Régis Roinsard.

Filmografía
ESPERANDO A MISTER BOJANGLES (2022)
PRESIDENTS (2021)
DELICIOSO (2021)
POLICE (2020)
EL OFICIAL Y EL ESPÍA (2019)
PAUVRE GEORGES! (2017)
RAOUL TABURIN (2017)
EN BUENAS MANOS (2017)
NOTHING TO HIDE (2017)
NORMANDÍA AL DESNUDO (2017)
MARVIN OU LA BELLE ÉDUCATION (2017)
MAL GENIO (2016)
OUR PATRIOTS (2016)
OPEN AT NIGHT (2016)
ALTO EL FUEGO (2015)
ENDANGERED SPECIES (2015)
HEAT WAVE (2015)
TOO CLOSE TO OUR SON (2015)
BRÈVES DE COMPTOIR (2014)
THE LAST HAMMER BLOW (2014)
ESTÁN POR TODAS PARTES (2013)
POP REDEMPTION (2013)
GOODBYE MOROCCO (2013)
ONE OF A KIND (2013)
LOW PROFILE (2012)
AUGUSTINE (2012)
ADIOS A LA REINA (2011)
COMING HOME (2011)
LA MUJER DEL QUINTO (2010)
L'OEIL DE L'ASTRONOME (2010)
THE STRAIGHT LINE (2010)
AN ORDINARY EXECUTION (2009)
GAINSBOURG (VIDA DE UN HÉROE) (2009)
EL AMOR DE TONY (2009)
SISTERS (2008)
A DAY ATH THE MUSEUM (2007)
GO FAST (2007)
MR 73 (2007)
FRONTIER OF DAWN (2007)
WAITING FOR SOMEONE (2006)
AJUSTE DE CUENTAS (2006)
VERY WELL, THANK YOU (2005)
LES YEUX CLAIRS (2004)
GREY SOULS (2004)
L'ECOLE POUR TOUS (2004)
OLGA'S CHIGNON (2003)
PLAGA FINAL (2002)