Elegido papa por aclamación del clero y pueblo el 3 de septiembre de 590, Gregorio intentó huir de la responsabilidad, pero fue consagrado en San Pedro. Su pontificado, en medio de la anarquía lombarda y la debilidad bizantina, fortaleció la primacía papal asumiendo funciones temporales y espirituales.,
Reformas litúrgicas
Gregorio impulsó reformas en la liturgia romana, aunque su alcance exacto es debatido. Introdujo en el Cánon de la Misa frases como «diesque nostros in tua pace disponas, atque ab aeterna damnatione nos eripi, et in electorum tuorum jubeas grege numerari», ordenó recitar el Padre Nuestro antes de la fracción de la Hostia, extendió el Aleluia fuera del tiempo pascual y reguló el uso de vestiduras como la casulla.,
Se le atribuye la compilación del Antifonario, un «centón» de textos y melodías litúrgicos que unificó la tradición romana preexistente. Esta obra, enviada a Inglaterra con San Agustín, imprimió un sello duradero en la liturgia occidental. Tradicionalmente, se asocia con el canto gregoriano, alabado por el Concilio Vaticano II como propio de la liturgia romana y de primer lugar en las celebraciones.,
Evangelización y misiones
Uno de sus logros más célebres fue la Misión Gregoriana a Inglaterra en 596. Inspirado al ver esclavos anglosajones en el mercado de Roma, envió a San Agustín de Canterbury con cuarenta monjes del monasterio de San Andrés. Esta iniciativa convirtió al rey Etelberto de Kent y estableció la Iglesia en las Islas Británicas, extendiendo la liturgia y el canto romanos.,
Gregorio también combatió el paganismo en los francos, felicitó la conversión visigoda en Hispania y protestó contra el simonía en la Iglesia africana.
Administración temporal y relaciones políticas
Como administrador de los vastos patrimonios de San Pedro (unas 1.800 millas cuadradas con ingresos anuales equivalentes a 1,5 millones de dólares actuales), Gregorio organizó socorros para pobres, huérfanos y víctimas de la guerra. Negoció treguas con los lombardos mediante la reina Teodelinda y asumió roles antes imperiales, como el gobierno de Roma.,
Mantuvo lealtad al emperador Mauricio, pero tensiones surgieron con el patriarca Juan IV el Ayunador de Constantinopla por el título de «patriarca ecuménico», que Gregorio rechazó como arrogante, proponiendo en su lugar «servus servorum Dei» («siervo de los siervos de Dios»).,