Ganó la cátedra de Código Justinianeo de la Universidad de Valencia, pero sus colegas de la Facultad de Derecho le hostigaron continuamente. Tras un panfleto en latín contra sus detractores, publicó en 1725 la Oración en alabanza de las obras de D. Diego Saavedra Fajardo y en 1727 la Oración en la que exhorta a seguir la verdadera idea de la elocuencia española, donde critica los excesos barrocos y pondera la sencillez hispana y ática de los Fray Luises, Vives o el Brocense. Viaja a Madrid en ese año, donde le acogen con afecto el director de la Real Academia Española (Mercurio Antonio López Pacheco, Marqués de Villena), y el Bibliotecario Real (Juan de Ferreras). Se cartea con Benito Jerónimo Feijoo, pero romperá con él, al igual que con el padre Enrique Flórez, por la presunta superficialidad de sus conocimientos.
Defendió por entonces la reforma de los estudios jurídicos en el sentido de disminuir la preponderancia del derecho romano y aumentar la atención sobre el derecho autóctono español, nudo de una reforma general de la educación que expondrá más tarde, sin fruto, al ministro José Patiño. En esa ocasión recomendaba, por ejemplo, que el latín se enseñe en lengua vulgar y se funde en el estudio de los autores clásicos y no en el latín eclesiástico, opinión que ya sostuvo el humanista español del siglo XVIPedro Simón Abril.
En 1730, tras perder en favor de Arbuixerch la pavordía de la universidad valenciana, oposiciones en las que se mezclaron insidias políticas de borbonistas y austracistas, foralistas y antiforalistas y, naturalmente, las envidias y rencores suscitadas entre sus colegas por Mayans, marchó a Madrid, donde consiguió el cargo de bibliotecario regio. Allí editó en 1732 sus Epistolarum libri sex, que le abrieron las puertas entre los humanistas de media Europa, y en 1733 su Orador Cristiano. Durante siete años fue oficial de la Biblioteca Real; en 1740 se retiró a su Oliva natal para dedicarse a sus estudios e investigaciones, pero siguió sosteniendo una activísima correspondencia intelectual con eruditos españoles y extranjeros en latín y en castellano. En 1737 envía la Carta-Dedicatoria al ministro Patiño con un ambicioso plan de renovación académica y cultural de España que ni siquiera recibió respuesta.
Al fin se retira en 1739 a Oliva y se casa con una prima, Margarita Pascual. Funda en 1742 la Academia Valenciana «dedicada a recoger e ilustrar las memorias antiguas y modernas, pertenecientes a las cosas de España». Su censura de la España Primitiva de Francisco Javier de la Huerta y Vega, «fábula indecorosa y opuesta a las verdaderas glorias de España», le enemista con las Academias de la Historia y de la Lengua. Su edición de la Censura de historias fabulosas de Nicolás Antonio enfrentó a la Academia Valenciana con la Inquisición.
Aparte de las obras ya citadas, editó las Advertencias a la historia del padre Mariana del Marqués de Mondéjar y las obras de Antonio Agustín. Admiró especialmente a Ambrosio de Morales y a Páez de Castro. Colaboró en el Diario de los Literatos con el seudónimo de «Plácido Veranio». Publicó unos monumentales Orígenes de la lengua española (1737), donde sacó a la luz por primera vez el Diálogo de la lengua de Juan de Valdés; además, reimprimió dos veces las Reglas de Ortographía de Antonio de Nebrija y compuso una Rhetórica (1757), que es también una interesante antología de la literatura española y un análisis insuperable de la prosa castellana hasta que llegó el Teatro de la elocuencia española de Capmany; es más, a él se le debe también la primera biografía de Miguel de Cervantes, impresa en 1738.
Sostuvo correspondencia con numerosas personalidades de su época, como es el caso del obispo Climent, al que manifestó sus inquietudes en 1768:
Celebro mucho que V.S. Ilma. vaya introduciendo la lengua castellana para que los catalanes se aficionen a los buenos libros que ella tiene, pero siempre es necessaria la conservación de la catalana para la inteligencia de las leyes, escritos antiguos i libros; i para entender mejor la Dotrina Christiana. pues en nuestro reino ai muchos que la aprenden en castellano, i no la entienden porque no saben la lengua extraña, como la nativa.
En la Biblioteca Valenciana Digital, Bivaldi, se puede acceder a diferentes obras digitalizadas de Gregorio Mayans y Siscar, además de otros documentos de interés relacionados con él. Bibliotecas de Autor, Gregorio Mayans y Siscar
