Pochodził z rodziny niemieckojęzycznej; jego rodzicami byli Anton i Rosine Mendel i miał 2 siostry - starszą i młodszą od niego. Istnieją wątpliwości co do dokładnej daty urodzenia Grzegorza Mendla, ponieważ on sam podawał datę 22 lipca, jednak na akcie chrztu rodzice podali 20 lipca. W latach 1834-1840 uczęszczał do liceum w Opawie, a następnie w 1843 ukończył Instytut Filozofii Uniwersytetu w Ołomuńcu. Po odbyciu jednorocznego nowicjatu, w 1844 wstąpił do zakonu augustianów i podjął studia teologiczne w Brnie, które ukończył w 1848. Następnie oprócz działalności duszpasterskiej wykładał rolnictwo w Instytucie Technicznym w Brnie oraz w liceum w Znojnie, a w latach 1851-1853 za zgodą przeora studiował nauki przyrodnicze w Wiedniu. W 1854 założył w ogrodzie klasztornym hodowlę roślin w celu badań zmienności dziedziczenia i jednocześnie organizuje obserwatorium meteorologiczne. W tych dwóch dziedzinach (marginalnie także w hydrogeologii i badaniach nad pszczołami), prowadził badania naukowe. Oprócz tego w latach 1854-1867 wykładał nauki przyrodnicze w Szkole Technicznej w Brnie, działał w kilku miejscowych towarzystwach naukowych oraz w organizacjach rolniczych. W 1868 został wybrany opatem augustianów w Brnie i działał przeciwko antykościelnym inicjatywom władz. W 1881 został dyrektorem banku hipotecznego w Brnie. Za życia Mendla znacznie większym rozgłosem cieszyły się meteorologiczne badania Mendla, które były wielokrotnie publikowane, natomiast badania nad zmiennością przeszły bez echa.