Григорий Григорьевич Орлов родился 6 (17 по новому стилю) октября 1734 года в селе Люткино Бежецкого уезда Тверской губернии в семье новгородского губернатора Григория Ивановича Орлова.
Как и братья, Гриша получил домашнее образование, которое Екатерина II впоследствии оценила довольно уничижительно: по её словам, ни в каких науках он не разбирался, а французский знал настолько плохо, что не понимал стихов на этом языке. Для императрицы, натуры творческой, такие недостатки фаворита были неприятны, но она их терпела, понимая, что Григория уже не переделать.
Многие современники отмечали удивительную дружбу, царившую между братьями Орловыми, — «они делили меж собою все доходы, у них были общие расходы, один общий кошелёк».
В 1749 году отец привёз троих сыновей, включая Григория, в Петербург для начала их военной карьеры. Григорий стал солдатом Семёновского полка.
Если склонностью к наукам Григорий Орлов наделён не был, то природной красотой и силой он обладал в полной мере. Стоя в строю, он возвышался над товарищами на две головы и способен был побороть любого силача.
В 1757 году он был переведён офицером в армию и принял участие в Семилетней войне, отличившись в сражении при Цорндорфе, где не покинул поле боя даже после трёх ран.
