Il débute sa carrière en apparaissant dans des publicités à la télévision, il fut même invité du Tonight Show.
Au cinéma il a récemment occupé des rôles dans Hollow Man (2000), Austin Powers in Goldmember (2002),
The Ladykillers (2004), The Catch (2005),
Mission Impossible III (2006). Greg Grunberg participerait aussi à Magic, un film actuellement en tournage. En 2000 il a même passé une audition pour jouer Fred Flinstone dans The Flinstones in Viva Rock Vegas.
On retrouve Greg aussi dans les séries de son ami
J.J. Abrams. Ainsi il a un rôle dans quasiment tous ses projets. On peut citer Lost (2004-2005), Alias (2005-2006), Felicity (1998-2002), Mission impossible 3 (2006).
Il a aussi joué en 2006 dans un épisode de
Dr House et Monk.
Depuis 2006, il joue le rôle de Matt Parkman dans la série Heroes.
Il est aujourd'hui marié à Elizabeth Grunberg avec qui il a eu 3 enfants : Jack, Sam et Ben.
Il est le créateur du groupe caritatif Band From TV dans lequel il joue de la batterie.