В 1838 на средства княгини Т. Б. Потемкиной вместе с братьями Никанором и Поликарпом, а также художником А. И. Ивановым совершил поездку по Волге. Г. Г. и Н. Г. Чернецовы подробно зарисовали панорамные виды обоих берегов реки, создав графическую «Параллель берегов Волги», а также живописную панораму Волги (1838–1851), которая составила 700 метров в длину при высоте в 2, 5 метра.

В 1840–1842 братья путешествовали по Италии, в 1842–1843 побывали в Египте, Палестине, Сирии, Греции, Турции. По возвращении в Петербург в 1844, братья получили за свои работы денежное вознаграждение от Николая I. В том же году вышел в свет литографированный альбом видов Палестины, состоящий из четырех тетрадей по шесть листов в каждой. В 1846–1849 Г. Г. и Н. Г. Чернецовы и А. И. Иванов вновь предприняли поездку в Италию, посетили также Смирну, Эфес и Константинополь.

Григорий и Никанор Чернецовы написали в соавторстве «Путевые записки по Востоку» (1840-е), «Путешествие по Волге» (1838–1862).

Занимался преподавательской деятельностью, среди его учеников — А. И. Иванов, Н. И. Тихобразов, Н. М. Алексеев.

В 1999 в Государственном Русском музее в Петербурге и в 2000 в ГМИИ им. А. С. Пушкина в Москве прошли выставки произведений Чернецовых.

Григорий Чернецов — один из ведущих мастеров русского искусства первой половины XIX века, представитель академического направления. Он известен прежде всего как пейзажист, хотя, будучи придворным художником, писал также различные официальные мероприятия — парады, празднества, военные присяги. При создании картины Чернецов выполнял множество подготовительных работ: набросков, зарисовок, эскизов и этюдов, которые составляют основную часть его художественного наследия.

Долгая совместная работа с братом Никанором определила сходство творческих манер мастеров, что особенно заметно в рисунке. В связи с этим значительной атрибуционной проблемой является разделение их произведений.

Произведения Г. Г. Чернецова находятся во многих музейных и частных собраниях, в том числе в Государственном Русском музее, Государственной Третьяковской галерее, Научно-исследовательском музее Российской Академии художеств, ГМИИ им. А. С. Пушкина и других.