Malgré des origines familiales normandes, c’est à Paris que Grégoire Leprince-Ringuet voit le jour, le 4 décembre 1987. Enfant puis adolescent, il fait partie des chœurs de l’Opéra de Paris où il chante parfois comme soliste.
Il intègre ensuite en 2002 à Sèvres, dans les Hauts-de-Seine, la formation des Enfants de la Comédie, ce qui lui vaut un an plus tard, un premier rôle au cinéma dans Les égarés d’André Téchiné, aux côtés de l’actrice Emmanuelle Béart. Pour cette interprétation du personnage de Philippe, Grégoire Leprince-Ringuet obtient une nomination aux Césars. Poursuivant ses études, il prend également des cours de théâtre qui lui permettent d’être sur les planches pendant une dizaine d’années avec des pièces comme Une demande en mariage d’Anton Tchekhov en 2003, L’Atelier en 2004 ou encore Tartuffe de Molière en 2012 et 2013.
Toutefois, c’est au cinéma que l’acteur acquiert ses lettres de noblesse, tournant sous la direction de Nicole Garcia dans le long-métrage Selon Charlie en 2006, de Christophe Honoré dans Les chansons d’amour un an plus tard et pour lequel Grégoire est de nouveau nominé au César du meilleur espoir masculin. En 2011, c’est pour son interprétation du prince de Montpensier dans le film de Bertrand Tavernier intitulé La Princesse de Montpensier qu’il est nominé. En 2015, Grégoire Leprince-Ringuet réalise son premier long-métrage, La Forêt de Quinconces, dans lequel il joue également.