Figlio di Gregorij Orlov, governatore di Novgorod, Grigorij Grigor'evič Orlov venne educato nel corpo dei cadetti di San Pietroburgo, dando inizio alla propria carriera militare durante la Guerra dei Sette anni, venendo ferito alla Battaglia di Zorndorf. Mentre era in servizio nella capitale come ufficiale d'artiglieria egli attirò l'attenzione dell'allora granduchessa Caterina Alekseevna, e divenne ben presto il leader della cospirazione che portò alla detronizzazione e poi alla morte del di lei marito, lo zar Pietro III di Russia (1762).