Родился 23 августа 1949 г. в Москве.
В 1971 г. окончил Институт восточных языков при Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова по специальности "востоковед-историк".
С 1972 г. - на дипломатической работе, в 1972–1976 гг. работал переводчиком, атташе посольства СССР в Сенегале.
В 1976–1977 гг. - атташе первого африканского отдела Министерства иностранных дел (МИД) СССР.
С 1977 по 1979 г. - третий, второй секретарь секретариата заместителя министра иностранных дел СССР.
С 1979 г. - второй, с 1985 г. – первый секретарь посольства СССР в Австралии.
В 1985–1987 гг. - первый секретарь второго европейского отдела МИД СССР.
В 1987–1988 гг. - советник первого европейского отдела МИД СССР.
С 1988 по 1992 г. - советник посольства СССР, затем РФ, в Великобритании.
В 1992–1993 гг. - начальник управления департамента Африки и Ближнего Востока МИД России.
В 1993–1996 гг. - директор департамента информации и печати МИД России. С 1994 г. - член коллегии МИД.
С 27 июля 1996 г. по 25 марта 2000 г. - заместитель министра иностранных дел России (ведомство до 1998 г. возглавлял Евгений Примаков, затем - Игорь Иванов).
В 2000–2005 гг. - посол России в Соединенном Королевстве Великобритании и Северной Ирландии.
С 10 июня 2005 г. - заместитель министра иностранных дел РФ, с 19 октября 2005 г. по 10 сентября 2019 г. - статс-секретарь - заместитель министра иностранных дел РФ Сергея Лаврова. Курировал вопросы двусторонних отношений с государствами СНГ, работу с соотечественниками за рубежом, отвечал за взаимодействие с палатами Федерального собрания и общественными организациями, включая законопроектную деятельность министерства.
Занимал пост заместителя председателя правительственной комиссии по делам соотечественников за рубежом. Был председателем управляющего совета Фонда поддержки и защиты прав соотечественников, проживающих за рубежом.
С 2019 г. - член Совета Федерации (сенатор) от Сахалинской области. 12 сентября 2019 г. избранный губернатор области Валерий Лимаренко наделил Григория Карасина полномочиями сенатора - представителя от исполнительной власти региона (вновь наделен полномочиями 11 сентября 2024 г.).
С 25 сентября 2019 г. по март 2021 г. - первый заместитель председателя комитета СФ по науке, образованию и культуре.
С 17 марта 2021 г. - председатель комитета Совета Федерации по международным делам (переизбран 25 сентября 2024 г.). На этом посту сменил Константина Косачева, который был избран вице-спикером Совфеда.
20 марта 2025 г. помощник президента России Юрий Ушаков сообщил, что Григорий Карасин и советник директора ФСБ Сергей Беседа возглавят российскую делегацию на переговорах с США по Украине в Эр-Рияде (Саудовская Аравия).
Член Совета по внешней и оборонной политике, Российского совета по международным делам.
Имеет дипломатический ранг чрезвычайного и полномочного посла (1995).
Награжден орденами Дружбы (1999), "За заслуги перед Отечеством" IV, III и II степеней (2009, 2019, 2024), Александра Невского (2014), медалью ордена "За заслуги перед Отечеством" II степени (1996). Дважды отмечен Почетной грамотой (2009, 2010) и благодарностью (1996, 2006) президента РФ. Также имеет орден Дружбы народов Белоруссии (2009) и орден Дружбы Южной Осетии (2023).
Заслуженный работник дипломатической службы РФ (2004).
Владеет английским, французским языками и языком хауса.