Родом из купеческой семьи, к началу восстания служил приказчиком на уральских металлургических заводах. К восстанию примкнул в октябре 1773 года, собрал отряд из приписных заводских крестьян и захватил ряд заводов и городков на реке Белой — Стерлитамакскую пристань, Табынский городок, Воскресенский, Архангельский, Богоявленский заводы. В начале ноября прибыл к Пугачёву в Бердскую слободу и предложил организовать литьё пушек и ядер на окрестных заводах для нужд войск восставших. Пугачёв оценил энергию и деловой опыт Грязнова, назначив его полковником во главе отряда казаков, башкир и заводских рабочих в Исетский район. В течение ноября-декабря Грязнов с отрядом взял Саткинский, Златоустовский, Кыштымский и Каслинский заводы, Кундравинскую, Увельскую и Варламову слободы, Чебаркульскую крепость и в начале января 1774 с четырьмя тысячами повстанцев и 12 пушками осадил Челябинск.
8 февраля 1774 года, посчитав, несмотря на подошедший из Западной Сибири корпус генерала Деколонга, положение безвыходным, правительственные войска оставили Челябинск.
Погиб в битве пугачёвцев с отрядом Михельсона под Казанью 15 июля 1774 года.
