Formé au cours Florent et à l’École nationale supérieure des arts et techniques du théâtre, Grégori Dérangère débute au cinéma et à la télévision en 1996. Il est dirigé au grand écran par Éric Rochant, Benoit Jacquot et Laurent Perrin. Il incarne l’une des gueules cassées dans La chambre des officiers (2001) de François Dupeyron, ce qui lui vaut une nomination au César du meilleur espoir masculin.
Grégori Dérangère obtient ce trophée avec le brillant Bon voyage (2003) de Jean-Paul Rappeneau, où son rôle de jeune écrivain lui permet de s’imposer au sein d’une distribution prestigieuse composée notamment de Gérard Depardieu, Isabelle Adjani et Yvan Attal. Puis, il est la vedette de L’équipier (2004) de Philippe Lioret, dont il partage l’affiche avec Philippe Torreton. Il s’égare ensuite dans les castings choraux de Claude Lelouch avec Les Parisiens et Le courage d’aimer, mais retrouve un bon premier rôle avec Les fragments d’Antonin (2005) de Gabriel Le Bomin.
Mais la carrière de Grégori Dérangère a du mal à le maintenir au premier plan et il ralentit le rythme des tournages. On le revoit dans quelques films dont L’assaut (2011) de Julien Leclerq, Je ne rêve que de vous (2019) de Laurent Heynemann et Boîte noire (2021) de Yann Gozlan. Il semble plus actif au petit écran.