Доктор Грегорян родился в армянской семье в Тебризе, Иран. Он окончил начальную школу в Иране и среднюю – в Ливане. В 1956 году Вартан Грегорян поступил в Стэнфордский университет, где изучал историю и гуманитарные науки и который окончил с отличием в 1958 году. В 1964 году он получил там же степень доктора гуманитарных и исторических наук. Доктор Грегорян преподавал европейскую и ближневосточную историю в Университете штата Калифорния в Сан-Франциско, Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе и Техасском университете в Остине.
В 1972 году Вартан Грегорян присоединился к преподавательскому составу Пенсильванского университета в качестве профессора армянской и южно-азиатской истории. В 1974 году он стал деканом-основателем факультета искусств и наук Пенсильванского университета, а в 1981 был назначен его двадцать третьим проректором. Эту должность Вартан Грегорян занимал до 1981 года.
После успешной 20-летней карьеры в сфере образования Грегорян стал президентом Нью-Йоркской публичной библиотеки. Он широко известен как человек, вернувший библиотеке статус культурной достопримечательности. Вартан Грегорян был президентом Брауновского университета с 1989 по 1997 год. В это время он возглавлял кампанию по сбору средств, принесшую более 500 млн долларов, что позволило целевому капиталу университета преодолеть отметку в 1 млрд долларов. Помимо этого, пока Грегорян был президентом учебного заведения, в университете было организовано более 250 общеобразовательных курсов.
Доктор Грегорян – получатель множества академических стипендий, в том числе грантов Мемориального фонда Джона Саймона Гуггенхайма, Американского совета научных обществ, Совета по исследованиям в области общественных наук и Американского философского общества. В 1969 году он стал лауреатом премии имени Э.Л. Гарбисона за выдающиеся заслуги в области преподавания. Многие учебные учреждения присудили Вартану Грегоряну почетные степени. Он также был отмечен правительствами Франции, Италии, Австрии и Португалии.
Вартан Грегорян был награжден Национальной гуманитарной медалью США и Президентской медалью Свободы.
C 1997 по 2021 год доктор Грегорян занимал пост двенадцатого президента Корпорации Карнеги в Нью-Йорке – благотворительной организации, основанной Эндрю Карнеги. В 2015 году Вартан Грегорян стал одним из соучредителей Гуманитарной инициативы «Аврора».
Вартан Грегорян скончался в апреле 2021 года.