Grégory Lemarchal est né le 13 mai 1983 à la Tronche. À l'âge de vingt mois, une mucoviscidose lui est diagnostiquée, ce qui ne l'empêchera pas d'embrasser une carrière artistique par la suite. En 1995, Grégory Lemarchal est champion de France de rock acrobatique.
En 1998, il participe à l'émission Graines de star, sans succès, mais il acquiert une certaine notoriété à Grenoble et ses environs, ce qui lui permet de contribuer aux spectacles avec des artistes de renommée comme Hervé Villard et Gilbert Montagné.
Fin décembre 2004, il remporte la quatrième saison de la Star Academy, une émission de la chaîne française TF1, avec 80% des suffrages du public. Il enregistre ensuite son album Je deviens moi, réalisé par Yvan Cassar, et dont est extraite la chanson Écris l'histoire.
L'album terminé, il part en tournée avec la Star Academy durant trois mois. En janvier 2006, il reçoit la récompense de « Révélation francophone de l'année » aux NRJ Music Awards. Du 9 mai 2006 au 26 juin 2006, il part en tournée à travers la France, la Belgique et la Suisse.
Vers février 2007, il annonce une pause dans sa carrière, témoignant d'un état de santé fragile. Néanmoins, son second album est en projet. Début avril, il interprète Vivo per lei en duo avec Hélène Ségara lors de la première date de tournée de la chanteuse. Son état se dégrade quelque temps après et il est hospitalisé d'urgence fin avril à l'hôpital de Suresnes dans l'attente d'une greffe des poumons. Il meurt dans le même hôpital le lundi 30 avril 2007 aux alentours de 13 heures suite aux complications de sa mucoviscidose.
Il repose depuis le 4 mai 2007 au cimetière de Sonnaz (Savoie). L'émission exceptionnelle en son hommage, « Grégory : la voix d'un ange », a été diffusée sur TF1 le soir de la même journée, dans le but de récolter des fonds pour combattre la mucoviscidose. Plus de 6 millions d'euros de promesses de dons ont été faites.
Peu de temps après, en juin 2007, l'association Grégory Lemarchal a été déclarée par sa famille dans le but de vaincre la mucoviscidose.
Les ventes totales de l'album posthume La voix d'un ange représentent près de 300 000 albums vendus.
