Gray öppnade poäng från platsen efter Shane Duffy fällde George Boyd i området.
Rovers tryckte på för en equalizer men Elliott Bennetts kraftfulla insats hölls briljant ute av hemväktare Tom Heaton.
Clarets är nu fyra punkter klara för tredje plats Hull.
Återupplev Burnley mot Blackburn här
Segern var första gången Burnley slog Rovers på Turf Moor på 38 år och tog dem en punkt ovanför Middlesbrough, som slog Wolves 2-1 på fredag kväll.
Paul Lambert besökare kan känna sig förnärmade de inte fick något från spelet, efter att ha haft 15 försök till Burnleys åtta och vara dominant i den andra halvan.
Blackburn tyckte också att de borde ha fått en första halv straff när Hope Akpan gick ner under utmaningen av Stephen Ward, medan Heaton var igen på plats för att förneka Bennetts låg drive i den andra perioden.
Michael Keane hade en sen chans att försegla det för värdarna, men center-back lamslog Scott Arfields leverans när fri i området som Sean Dyche sida höll på att en hårdnackad seger.
Burnley manager Sean Dyche: "Det är min sjätte Lancashire derby och jag har inte sett en anständig ännu.
"De har alltid varit trånga affärer och vi tänkte att det kan vara den typen av spel igen.
"Det var burigt och pinsamt men självklart är jag glad att vi kom ut på toppen och det är fantastiskt för staden och fansen. För mig är det tre poäng och en annan seger men för staden är det en annan sak."
Blackburn boss Paul Lambert: " Jag tyckte att vi skulle ha vunnit. Vi var lysande på tisdag och vi var bra idag.
"Jag sitter här helt avslappnad eftersom jag tyckte att vi spelade en rätt bra match mot en sida som har en hel del Premier League spelare och har mer pengar än oss.
"Du skulle inte ha märkt poängen skillnad idag och det är den nivå jag vill att mina spelare att spela på."
Matchen slutar, Burnley 1, Blackburn Rovers 0.
Andra halvlek, Burnley 1, Blackburn Rovers 0.
Foul av Matthew Lowton (Burnley).
Tony Watt (Blackburn Rovers) vinner en frispark på vänsterflygeln.
Rouwen Hennings (Burnley) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Tony Watt (Blackburn Rovers).
Försök blockerat. Ben Marshall (Blackburn Rovers) höger fotade skott från höger sida av lådan är blockerad. Hjälpt av Elliott Bennett.
Tony Watt (Blackburn Rovers) visas det gula kortet.
Fredrik Ulvestad (Burnley) visas det gula kortet.
Foul av George Boyd (Burnley).
Thomas Spurr (Blackburn Rovers) vinner en frispark i defensiva halvan.
Elliott Bennett (Blackburn Rovers) visas det gula kortet för en dålig foul.
Matthew Lowton (Burnley) vinner en frispark i defensiva halvan.
Foul av Elliott Bennett (Blackburn Rovers).
Scott Arfield (Burnley) vinner en frispark i anfallshalvan.
Foul av Elliott Bennett (Blackburn Rovers).
Försök missade. Ben Marshall (Blackburn Rovers) vänster fotade skott utanför lådan är för hög.
Substitution, Blackburn Rovers. Chris Brown ersätter Hope Akpan.
Foul av Michael Keane (Burnley).
Grant Hanley (Blackburn Rovers) vinner en frispark i defensiva halvan.
Försök missade. Michael Keane (Burnley) vänster fotade skott från mitten av lådan är nära, men missar till höger. Hjälpt av Scott Arfield.
George Boyd (Burnley) vinner en frispark på högerkanten.
Foul av Elliott Bennett (Blackburn Rovers).
Försening över. De är redo att fortsätta.
Försening i match Tony Watt (Blackburn Rovers) på grund av en skada.
Försök missade. Elliott Bennett (Blackburn Rovers) höger fotade skott utanför lådan är hög och bred till höger. Hjälpt av Danny Graham.
Jordi Gómez (Blackburn Rovers) vinner en frispark på vänsterflygeln.
Foul av Joey Barton (Burnley).
Ersättning, Burnley. Rouwen Hennings ersätter Andre Gray.
Försök blockerat. Jordi Gómez (Blackburn Rovers) vänster fotade skott från vänster sida av lådan är blockerad. Hjälpt av Grant Hanley.
Försök missade. Ben Marshall (Blackburn Rovers) höger fotade skott från utsidan lådan är hög och bred till vänster efter ett hörn.
Hörnet, Blackburn Rovers. Förföljd av Matthew Lowton.
Försök blockerat. Elliott Bennett (Blackburn Rovers) höger fotade skott från vänster sida av lådan är blockerad. Hjälpt av Shane Duffy.
Fredrik Ulvestad (Burnley) vinner en frispark i defensiven.
Foul av Hope Akpan (Blackburn Rovers).
Foul av Joey Barton (Burnley).
Elliott Bennett (Blackburn Rovers) vinner en frispark på vänsterflygeln.
Försöket räddades. Andre Gray (Burnley) höger fotad skott från mitten av lådan sparas i nedre högra hörnet. Assisterad av Fredrik Ulvestad.
Försök missade. Fredrik Ulvestad (Burnley) höger fotade skott utanför lådan missar till höger. Hjälpt av Scott Arfield.
Försöket räddades. Ben Marshall (Blackburn Rovers) höger fotade skott från utsidan av lådan sparas i övre vänstra hörnet. Hjälpt av Elliott Bennett med ett kors.
Burnley slog Lancashire rivaler Blackburn för att gå tillbaka till toppen av mästerskapet tack vare Andre Grays första halva straff.