Ca şi fratele său, Grigore Antipa a urmat cursurile şcolii lui Ion Mărgineanu (casa Goilav), iar în toamna anului 1878 a fost înscris la Institutul Academic din Iaşi, considerat pe atunci cel mai bun liceu din Moldova. A făcut parte dintre tinerii care frecventau "Societatea de Medici şi Naturalişti" precum şi Muzeul de Istorie Naturală, înfiinţate de către Dr. Iacob Stanislau Cihac şi Mihai Zotta, unul dintre primii naturalişti români.
Pe toată perioada studiilor liceale, întocmai ca şi fratele său, Grigore Antipa a avut şansa de a fi elevul unor dascăli deosebiţi, dintre care însă, Grigore Cobălcescu a avut o influenţă deosebită. Grigore Antipa a susţinut examenul de bacalaureat în 1885, iar în toamna aceluiaşi an s-a înscris la Facultatea de Ştiinţe şi Medicină a Universităţii din Iaşi, la secţia de Ştiinţe Naturale.
Convins de fratele său Nicolai, Grigore întrerupe cursurile universităţii ieşene şi pleacă împreună cu acesta la Jena, unde devine timp de şase ani, elevul conştiincios al celebrului profesor Ernst Haeckel, înfocat susţinător al teoriei evoluţioniste şi fondatorul Muzeului Filetic, la a cărui dotare cu exponate avea să contribuie şi Grigore Antipa, în calitate de director al Muzeului Naţional de Istorie Naturală din Bucureşti.
La 9 martie 1891 Grigore Antipa şi-a susţinut examenul de doctorat, Ernst Haeckel acordându-i menţiunea Summa Cum Laude, acordată doar de trei ori în cariera sa.
În august 1892, ajuns acasă, Grigore Antipa obține o întrevedere cu regele Carol I, înmânandu-i un memoriu dedicat "introducerii pisciculturii raţionale în apele României". Impresionat, suveranul îl recomanda lui Petre Carp (ministrul Agriculturii şi Domeniilor) pentru ocuparea postului de director general al Pescăriilor Statului, lui Take Ionescu (ministrul Cultelor) pentru funcţia de director al colecţiilor zoologice din cadrul Muzeului de la Universitate şi generalului Ion Lahovary (ministru de Război) pentru a-i permite îmbarcarea pe navele militare care plecau pe Marea Neagră.
Astfel, la nici 25 de ani, Antipa preia conducerea Pescăriilor Statului, unde va rămâne director până în 1914, şi directorul Secţiei de Zoologie a Muzeului. În anul 1903, Grigore Antipa prezinta lui Sturza un memoriu în care demonstra necesitatea existenței unei clădiri special construite pentru "un Muzeu de Istorie Naturala demn de capitala țării".
Primele săli ale Muzeului din Bucuresti s-au deschis oficial la 24 mai 1908 în prezenţa Regelui Carol I, a Principesei Maria şi a importante personalităţi ale lumii ştiinţifice, culturale şi politice de atunci. Astfel, pentru prima dată în lume Muzeul din Bucureşti expunea dioramele – vitrine tridimensionale, în care speciile erau prezentate pe categorii de habitate, în posturi naturale şi proiectate pe un fundal pictat. Succesul de care s-a bucurat acest mod de prezentare a făcut ca dioramele să fie un exemplu urmat si de alte muzee din lume.
Muzeul pe care l-a organizat şi pe care l-a condus vreme de 51 ani i-a fost marelui Grigore Antipa – cămin şi laborator de studiu, loc de odihnă şi arie de manifestare pluri-profesională.
Grigore Antipa a înfiintat în 1932 Institutul Biooceanografic din Constanta, cu cele doua rezervatii si statiuni de cercetari, cea de la Agigea si cea de la capul Caliacra (prima este azi departe de mare, iar rezervatia a fost distrusa, a doua este în ruine, dar rezervatia mai exista). Institutul Biooceanografic din Constanta a fost transformat în 1949 în Statiunea de Cercetari Maritime si Proiectari Piscicole, înglobata în 1970 în Institutul Român de Cercetari Marine.
Grigore Antipa a murit la 9 martie 1944. El şi-a înscris numele în ştiinţa şi muzeologia românească nu doar prin lucrării specifice acestor domenii ci şi ca excelent analist al vieţii sociale, politice şi economiei româneşti a vremurilor în care a trăit, ocupând un binemeritat loc în lista inventatorilor lumii, ca realizator al dioramelor şi ca autor al teoriei dioramatice de expunere a preparatelor zoologice într-un muzeu de istorie naturală.
