Ο Γρηγόριος είχε το θάρρος να επιπλήξει τον ηγούμενο και κατέφυγε στη Μονή που ήταν ηγούμενος ο αδελφός της μητέρας του, Συμεών. Εκεί παρέμεινε για 14 χρόνια ασκούμενος στην πνευματική ζωή. Έπειτα, αποσύρθηκε σε μια σπηλιά στα βουνά της Ισαυρίας, για να ζήσει μόνος του. Ζώντας στην προσευχή και την άσκηση, αποφάσισε να κατευθυνθεί στη Δύση για να αγωνισθεί υπέρ της αναστήλωσης των ιερών εικόνων.
Πέρασε ένα ολόκληρο χειμώνα σε ένα μοναστήρι στην Έφεσο και στη συνέχεια το 822 με πλοίο στην Προικόνησο, όπου στεγάστηκε στο σπίτι ενός φτωχού ανθρώπου. Αργότερα, πέρασε στην Αίνο της Θράκης και τη Χριστούπολη στη Μακεδονία, και κατέληξε στη Θεσσαλονίκη, όπου στεγάστηκε σε ένα μοναστήρι με ηγούμενο κάποιον ονόματι Μάρκο. Έπειτα, πήγε στην Κόρινθο και ξεκίνησε με ένα πλοίο να περάσει στην Ιταλία, και μέσω Ρηγίου και Νεαπόλεως (Νάπολη) έφθασε στη Ρώμη το 833, όπου διέμεινε σε κελλί για τρείς μήνες. Από εκεί μετέβη στις Συρακούσες της Σικελίας, όπου έμεινε σε πύργο για ένα ή δύο χρόνια. Ακολούθως, μετέβη στον Υδρούντα, για να ελέγξει τον εκεί επίσκοπο που ήταν εικονομάχος. Και αυτό γιατί όταν το Ιλλυρικόν και η νότια Ιταλία βρέθηκαν υπό την δικαιοδοσία της Κωνσταντινούπολης, οι εικονοκλάστες είχαν τον έλεγχο των περισσότερων πόλεων. Η μετάβαση του Οσίου στην Ιταλία εύλογα γεννά το ερώτημα γιατί μετέβει εκεί. Ο Βαλσάμης υποθέτει για να εξασφαλίσει την υπέρ των εικονόφιλων παπική βοήθεια.
Τελικά, ο Όσιος επέστρεψε στη Θεσσαλονίκη, όπου διέμεινε αρχικά στη Μονή του Αγίου Μηνά και αργότερα σε άλλα μοναστικά κελλιά. Μετέβη αργότερα για λίγο στην Κωνσταντινούπολη και επέστρεψε στη Θεσσαλονίκη [6].
Ο Διάκονος Ιγνάτιος κατέγραψε τις θεραπείες που εκτελούσε ο Άγιος με την δύναμη της προσευχής. Είχε μια ιδιαίτερη δύναμη πάνω στους δαίμονες. Αρκετοί μοναχοί και οι πιστοί που είχαν καταληφθεί από τα κακά πνεύματα θεραπεύτηκαν από τις προσευχές του Οσίου. Σε μεγάλη ηλικία ,ασθενής πιά, ξεκίνησε το ταξίδι από τη Θεσσαλονίκη στην Κωνσταντινούπολη (Ιανουάριο του 842),μετά τον θάνατο του Πατριάρχη Θεόφιλου, και συνάντησε τον θείο του Συμεών, που είχε μόλις απελευθερωθεί. Παρέμεινε στη βασιλεύουσα τους επόμενους μήνες δοκιμαζόμενος από την ασθένεια. Λίγο πριν πεθάνει ζήτησε να τον μεταφέρουν στο άγιο όρος της Μ.Ασίας, το όρος του Ολύμπου της Βιθυνίας (Ορος Μοναχών της Προύσας) όπου και κοιμήθηκε τον Νοέμβριο του 842.
Ο Όσιος Γρηγόριος έγινε γνωστός, από τα πολλά θαύματα του εκεί. Μετά το πέρασμα του χρόνου, οι μοναχοί της μονής που ενταφιάστηκε αποφάσισαν να τοποθετήσουν το ιερό λείψανό του σε μια λάρνακα. Έτσι, κατά την ανακομιδή του λειψάνου του βρέθηκε ολόκληρο και άφθαρτο και παρέμεινε ως ιερό κειμήλιο σε μοναστήρι στην Κωνσταντινούπολη, που ιδρύθηκε από τον μαθητή του Ιωσήφ υμνογράφο, για πάνω από έξι αιώνες μέχρι το 1453, όταν η Κωνσταντινούπολη καταλήφθηκε από τους Τούρκους.
Η παράδοση λέει ότι η λάρνακα με τα λείψανα μεταφέρθηκε κρυφά σε ένα μοναστήρι στη Σερβία για την προστασία τους από την βεβήλωση των Τούρκων. Από εκεί ο Barbu Craiovescu τα μετέφερε το 1497 στο Μοναστήρι Bistrița ( στο Neamț της Ρουμανίας), που ίδρυσε η οικογένεια του. Ο ίδιος δε εκάρη μοναχός και μετονομάσθηκε σε Παχώμιο. Λόγω των συχνών επιθέσεων και επιδρομών των Ούγγρων στη ρουμανική γη, οι μοναχοί έκρυβαν τα λείψανα του οσίου σε μια σπηλιά σε κοντινό βράχο, ένα χιλιόμετρο από το μοναστήρι. Σήμερα, η ασημένια λειψανοθήκη στην οποία διατηρούνται τα σεβάσμια λείψανα του Οσίου, χρονολογείται από το 1656, ενώ Η Ορθόδοξος Εκκλησία της Ρουμανίας τιμά τον Όσιο από το 1950. Στην Ελλάδα, ένα τμήμα της τιμίας κάρας του θησαυρίζεται στον Ι.Ναό Ζωοδόχου Πηγής, οδού Ακαδημίας.