Nato a Belluno nel 1765, entrò nell'ordine dei Camaldolesi; nel 1799, con la sua opera Il Trionfo della Santa Sede e della Chiesa contro gli assalti dei novatori, si manifestò avversario dei liberali italiani. Nel 1826 fu nominato cardinale, e nel 1831 fu eletto a succedere a Pio VIII. All'inizio del suo regno sentì il contraccolpo della rivoluzione di luglio in Francia, con le insurrezioni di Bologna, Pesaro, Urbino, Fano, Fossombrone, Sinigaglia e Osimo, che decretarono l'abolizione del potere temporale e proclamarono in Bologna lo Statuto costituzionale provvisorio delle province italiane. Ma le armi austriache e i Sanfedisti, a cui il papa ricorse, ristabilirono in breve il potere pontificio, Gregorio XVI condannò in Francia le dottrine di Lamennais, biasimò le persecuzioni dei Russi contro i Ruteni, e ricevendo in Roma lo Czar Nicola I, gli parlò con fermezza. Ricostruì la basilica di S. Paolo fuori le Mura, fondò in Roma l'Orto botanico, un Museo etrusco e una Scuola di agricoltura.
Sepolto a Roma, San Pietro