Laureato in architettura al Politecnico di Milano, Gregotti ha insegnato architettura a Venezia, Milano e Palermo, e stato relatore nelle università di Tokyo, Buenos Aires, San Paolo, Harvard, Filadelfia, Cambridge, e tante altre.
Ha considerato Ernesto Nathan Rogers il suo maestro. Nel 1951 firma insieme a Rogers la sua prima sala alla Triennale di Milano .
Dirigerà la storica rivista Casabella a partire dal 1982 fino al 1996.
È morto a 92 anni il 15 marzo 2020 a Milano, a seguito di una polmonite contratta durante la pandemia di coronavirus.