Фердинанд Грегоровиус окончил Кёнигсбергский университет (Альбертина). Ученик историка профессора Вильгельма Друмана.
Его первое значительное произведение «Вильгельм Мейстер Гёте в его социалистических элементах» (Кёнигсберг, 1849) обнаруживает не только глубокое понимание великого поэта, но и своеобразное истолкование современной ему жизни. Две небольшие работы, «Идея полонизма» (Кёнигсберг, 1848) и «Песни поляков и мадьяр» (Кёнигсберг, 1849), были написаны в защиту этих наций. Два года спустя напечатал драму «Смерть Тиберия» (Гамбург, 1851) и «Историю римского императора Адриана и его времени» (Кёнигсберг, 1851). Это произведение было им совершенно переработано и снова напечатано под заглавием «Император Адриан, картина римско-эллинского мира в его время» (Штутгарт, 1884). В 1852 году отправился в Италию, посетив по дороге Корсику, о которой написал целую книгу (3 изд., 1878). Результат своих итальянских наблюдений Грегоровиус изложил в сборнике «Годы странствований по Италии» (Лейпциг, 1857-77). Чудеса Помпеи он изобразил в эпическом стихотворении «Эвфорион», написанном гекзаметрами (5 изд. 1883; иллюстрир. изд. 1872); затем он перевёл «Песни Джиованни Мели из Палермо» (Лейпциг, 1856). Его работа «Могильные памятники пап» (2 изд., 1881) была подготовительным обзором к тому труду, который сделался главной задачей его жизни: «История города Рима в Средние века» (Штутгарт, 3 изд. 1875 и след.). «Истории города Рима» принадлежит одно из первых мест среди произведений той школы немецких историков, которые выдвигают изучение «культурной» жизни в смысле взаимодействия идей, нравов, политики, литературы и искусства. Обладая живым, иногда даже поэтическим слогом, Грегоровиус сумел историческую топографию города Рима и его архитектурную историю слить с характеристикою итальянской литературы, искусства и внешнего быта вообще, с систематическою историею папства и римского народа. Общинный совет города Рима предпринял издание итальянского перевода этого произведения на общественный счёт и избрал его почётным гражданином города Рима; он был первым протестантом, удостоившимся этого отличия. На русский язык первые шесть томов «Истории города Рима в средние века с V по XVI в.» перевёл В. И. Савин (СПб., 1888).
Кроме того Грегоровиус создал: «Лукреция Борджиа, по документам и переписке её времени» (3 изд., 1875); «Урбан VIII в споре с Испанией и императором, эпизод из 30-летней войны» (1879); «Корфу, ионийская идиллия», параллель к идиллии «Капри»; «Афинаида, история византийской императрицы» (1882). Издал «Письма Александра ф. Гумбольдта к брату Вильгельму» (Штутгарт, 1880) и написал к ним биографическое введение. В 1880 году совершил поездку в Грецию. Затем жил попеременно в Риме и Мюнхене, работая для обеих местных академий наук. Последнее его крупное произведение - «История города Афины в Средние века» (Штутгарт, 2 изд., 1889).