Gransangerens sang er en af de mest genkendelige i den nordiske natur: et monotont, mekanisk vekslende "tjif-tjaf-tjif-tjaf", der gentages i uregelmæssig takt uden ende. Tonerne er næsten nøjagtig ens i højde, men kan skifte rækkefølge — undertiden "tjaf-tjif" — hvilket gør melodien distinkt, men aldrig trættende. Det engelske navn "chiffchaff" er en direkte lydefterligning af sangen.
Gransangeren er en af de fugle, der synger flest timer om dagen. Hannen indleder sangperioden kort efter ankomsten i slutningen af marts og fortsætter ind i juli, med tyngdepunkt i de tidlige morgentimer, men med sangaktivitet hele dagen i klart vejr. Sangposten er gerne et halvgennemsigtigt grenværk i et middelhøjt træ.
Kontaktkaldet er et distinkt, skarpt og opadbøjet "huit" — næsten et spørgsmålstegn i lyd. Advarselskaldet er et hårdt, gentaget "hwid-hwid". Sangen er det sikreste kendetegn til at skelne den fra løvsangeren, hvis sang er en blød, vemodigt nedadgående toneskala — helt ulig det mekaniske "tjif-tjaf". Visuelt er arterne næsten identiske, men gransangeren har mørke (næsten sorte) ben, mens løvsangeren har lyse, kødfarvede ben.