Russell Gray promovierte 1990 auf dem Gebiet der Evolutionsbiologie an der Universität Auckland, Neuseeland. Nach einer vierjährigen Tätigkeit als Lecturer im Fach Psychologie an der Universität Otago in Dunedin, Neuseeland, kehrte er als Professor an die Universität Auckland zurück. Russell Gray ist Mitglied der Royal Society of New Zealand und erhielt als erster Preisträger deren Mason-Durie-Medaille für seine sozialwissenschaftlichen Studien. Sein Forschungsspektrum umfasst die Bereiche Linguistik, Sprachgenese, Tierkognition, Philosophie der Biologie und die Entwicklungsgeschichte des menschlichen und tierischen Verhaltens. Er nutzt computerbasierte evolutionäre Methoden für Fragestellungen der sprachlichen Vorgeschichte. Von Juni 2014 an war Russell Gray Direktor am Max-Planck-Institut für Menschheitsgeschichte in Jena, im Juni 2020 wechselte er ans Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie in Leipzig.