В 1683 г. она сгорела, над мощами возвели часовню. В 1706 г. часовню заменил привезённый со Знаменского погоста монастырской вотчины храм, освящённый во имя Григория, в котором мощи святого почивали под спудом близ северной стены. В 1810 г. над мощами устроили раку с балдахином, обложенную медными чеканными посеребрёнными листами. На раке находился образ преподобного в серебряной ризе. При раке хранились железные вериги, железные полумантия и кольчатая рубашка, в которых святой, по преданию, совершал всенощные бдения. В 1833 г. на месте обветшавшего деревянного храма была возведена каменная церковь во имя Григория, в 1844 г. в ней была установлена новая рака с деревянным балдахином. В феврале 1926 г. Пельшемский монастырь был окончательно закрыт, к 2006 г. бывший монастырский храм во имя Григория находится в руинированном состоянии, мощи святого покоятся под спудом. По мнению Е.Е. Голубинского и В.П. Васильева, Григорий был канонизирован Собором 1549 г. Память Григория отмечена под 30 сентября в «Палинодии» Захарии (Копыстенского) 1621 г. и в Месяцеслове Симона (Азарьина). О праздновании памяти Григория свидетельствует Устав церковных обрядов московского Успенского собора (около 1634 г.): «(Сентября) в 30-й день Григорью Пелшемскому, трезвон середней, а поют с полиелеосом по уставу». Служба Григорию была составлена неизвестным автором, вероятно, в XV в. на основе службы Сергию Радонежскому на 25 сентября, известна в списках с XVII в. (1698 г.). Служба Григорию имеет также общие песнопения со службой Дионисию Глушицкому (Феодосий Георгиевич Спасский предположил зависимость её от службы Григорию, но другие исследователи признают это маловероятным, учитывая обратную зависимость «Житий» святых). В 1884 г. издан акафист Григорию. В Макариевом Желтоводском монастыре в 1785 (1786) г. в одной из башен был устроен храм во имя Григория (ныне действующий). С конца XVIII в. в г. Кадникове Вологодской области известна часовня во имя Григория (вновь освящена во имя преподобного в 2002 г.). Произведений с образом Григория, несмотря на его большое почитание в вологодских землях, известно немного. «Древние» иконы чудотворца находились в церкви в честь Собора Пресвятой Богородицы («за правым клиросом») и в церкви во имя Григория («икона храмовая... с житием») в Григориевом Пельшемском Лопотове монастыре. Икона в серебряной ризе была положена на раку святого. Наиболее раннее изображение сохранилось на шитом покрове на раку, исполненном в середине XVI в. вскоре после канонизации. Надгробные образы нередко сохраняли особенности внешнего облика святого. На покрове Григорий представлен фронтально в рост, с прижатой к груди десницей и со свитком в левой руке, облачён в схиму с куколем на голове и в мантию, завязанную под поясом узлом, у него тонкие, благородные черты лица: прямой нос, большие, близко посаженные глаза, дугообразные брови, впалые скулы, широкая прямая борода до груди.