Дважды Герой Советского Союза. Летчик-космонавт СССР (1975).

В 1968—1969 годах Гречко входил в группу советских космонавтов, готовившихся по советским программам облета Луны Л1/«Зонд» и посадке на нее Л3. Полёты пилотируемых кораблей «Зонд» по лунно-облетной программе были отменены после того, как США совершили первый полет вокруг Луны на «Аполлоне-8» в декабре 1968 г., а параллельная лунно-посадочная программа (в полете по которой Гречко должен был оставаться на окололунной орбите, когда командир экипажа высаживался на Луну) также не была реализована.

С 11 января по 9 февраля 1975 года совместно с А.А. Губаревым совершил полет на космическом корабле «Союз-17» в качестве бортинженера. 12 января 1975 года «Союз-17» произвел стыковку с находившейся на орбите с 26 декабря 1974 года орбитальной станцией «Салют-4». Полет продолжался 29 суток 13 часов 20 минут.

С 10 декабря 1977 года по 16 марта 1978 года совместно с Ю. В. Романенко совершил полет на космическом корабле «Союз-26» в качестве бортинженера и орбитальной станции «Салют-6». В полете, длившемся 96 суток 10 часов, к орбитальной станции пристыковывались космический корабль «Союз-27» (экипаж: В. А. Джанибеков, О. Г. Макаров), грузовой транспортный корабль «Прогресс-1» и космический корабль «Союз-28» (экипаж: А.А. Губарев, В. Ремек). Возвратился на корабле «Союз-27». Георгию Михайловичу присвоено звание Героя ЧССР.

17 сентября — 26 сентября 1985 года Г. Гречко в качестве бортинженера совместно с командиром Владимиром Владимировичем Васютиным и космонавтом-исследователем Александром Александровичем Волковым совершил третий космический полет на космическом корабле «Союз Т-14» и орбитальной станции «Салют-7». После работы на борту орбитального комплекса «Салют-7» — «Союз Т-13» — «Союз Т-14», возвратился на Землю вместе с В. А. Джанибековым на космическом корабле «Союз Т-13». Выполнив этот полнт в возрасте 54 лет, он в течение 13 лет оставался самым пожилым в СССР/России человеком, побывавшим на орбите.