Równolegle rozwijał zainteresowania naukowe, podejmując studia z historii Kościoła, które doprowadziły go do doktoratu w 1994 roku i habilitacji w 2002 roku. Pracował jako badacz i wykładowca w środowisku Papieskiej Akademii Teologicznej, późniejszego Uniwersytetu Papieskiego Jana Pawła II, gdzie kierował Katedrą Historii Kościoła w Średniowieczu. Zapisał się w pamięci środowiska akademickiego jako wybitny historyk i autor licznych publikacji naukowych oraz popularnonaukowych.
Z pracą naukową łączył intensywną działalność duszpasterską – głosił rekolekcje, kazania, prowadził dni skupienia, angażował się w Drogę Neokatechumenalną. W latach 2004–2007 kierował Archiwum Kapituły Metropolitalnej w Krakowie, a w latach 2007–2011 pełnił funkcję rektora Wyższego Seminarium Duchownego Archidiecezji Krakowskiej. W ostatnim z tych lat został także przewodniczącym Konferencji Rektorów Seminariów Duchownych w Polsce.
Jako arcybiskup metropolita łódzki, którym został w 2017 roku z nominacji papieża Franciszka, zasłynął otwartością, zaangażowaniem ekumenicznym i dialogiem ze współczesnym światem. W 2023 roku został wyniesiony do godności kardynalskiej – jego kościołem tytularnym w Rzymie stała się świątynia św. Cyryla i Metodego.
Kard. Grzegorz Ryś pełni istotne funkcje zarówno w Kurii Rzymskiej, jak i w Konferencji Episkopatu Polski. Jest członkiem Dykasterii ds. Biskupów oraz Dykasterii ds. Kultu Bożego i Dyscypliny Sakramentów. W KEP zasiada w Radzie Stałej, przewodniczy Radzie ds. Dialogu Religijnego oraz Komitetowi ds. Dialogu z Judaizmem, a także pracuje w radach ds. ekumenizmu, kultury i ochrony dziedzictwa kulturowego oraz spraw rodziny.
Nominacja na arcybiskupa metropolitę krakowskiego stanowi dla kard. Rysia powrót do miasta, z którym związany jest od początku swojej życiowej i kapłańskiej drogi. Przed nim zadanie prowadzenia jednej z najważniejszych archidiecezji w Polsce, bogatej w historię, tradycję i duchowe dziedzictwo.
