Si sposò prima con Catherine Fitzalan, da cui si separò, e poi nel 1533 con Frances Brandon, figlia della principessa Maria Tudor e nipote di Enrico VIII d'Inghilterra. Dalla seconda moglie ebbe tre figlie:
Negli ultimi anni di regno di Enrico VIII, Grey diventa un'importante figura di corte. Nominato cavaliere del Bagno, porta la spada del re all'incoronazione di Anna Bolena, nel 1533, poi all'arrivo nel 1540 di Anna di Cleves e alla resa di Boulogne nel 1545. Al Parlamento, porta in due occasioni il cappello del re (Cap of Maintenance). È nominato comandante e partecipa alla campagna in Francia del 1545. Riceve l'ordine della Giarrettiera nel 1547.
Intrighi durante il regno di Edoardo VI
Si legò a John Dudley, esponente di spicco del consiglio reale che fungeva da reggente di Edoardo VI d'Inghilterra, divenuto re all'età di nove anni nel 1547. Sfruttando la parentela di Frances, cugina del re, Dudley e Henry tentarono di ottenere la corona d'Inghilterra non appena il malaticcio Edoardo sarebbe morto senza eredi. Il testamento di Enrico VIII prevedeva che, morto Edoardo senza eredi, fossero le sorellastre Maria ed Elisabetta a succedergli. Henry e Dudley invece fecero firmare a Edoardo prima di morire un nuovo testamento che prevedeva dopo la sua morte l'ascesa al trono dei discendenti di Frances. I due organizzarono poi il matrimonio dei loro primogeniti, celebrato il 21 maggio 1553. Il 6 luglio 1553 Edoardo morì e tre giorni dopo il consiglio proclamò Lady Jane Grey regina d'Inghilterra.
Regno di Maria I
Il piano di Henry e Dudley funzionò soltanto pochi giorni, il tempo che servì a Maria, figlia di Enrico VIII, per accumulare consensi e forze armate e rivendicare i propri diritti ereditari. Il 19 luglio 1553 venne proclamata regina e condannò a morte sia l'usurpatrice Jane sia Dudley, perdonando Henry ed altri sostenitori di Jane. Henry e ad altri ex alleati di Dudley entrarono anzi a far parte del consiglio della regina.
Il matrimonio tra la regina e Filippo di Spagna creò molto malcontento e agitazioni in tutto il Paese. Tra i gentiluomini che cercavano di agitare la popolazione vi fu anche il duca di Suffolk, il quale insieme ad altri cospiratori tramò anche per porre sul trono Elisabetta.
La rivolta venne domata e i responsabili imprigionati e condannati a morte. La condanna a morte per Henry Grey avvenne, per decapitazione, il 23 febbraio 1554.
La testa mummificata
Secondo Walter George Bell (che scriveva nel 1920),[1] nel 1851 la testa tagliata del duca di Suffolk venne ritrovata in una cavità presso la chiesa della Santa Trinità dei Minoriti a Londra, conservatasi straordinariamente per essere stata posta in un contenitore con segatura di quercia, ricca di tannino. Bell scrisse che probabilmente la testa era stata nascosta dalla vedova del duca per evitare che fosse esposta su una picca a London Bridge.