W 2004 roku wystąpił w igrzyskach olimpijskich w Atenach. W grze pojedynczej doszedł do ćwierćfinału, w którym odpadł po porażce z Fernando Gonzálezem. W grze podwójnej Grosjean zagrał w parze z Arnaudem Clémentem, jednak francuska para została wyeliminowana w I rundzie przez debel z Zimbabwe Wayne Black-Kevin Ullyett.
W latach 1999−2007 Grosjean reprezentował Francję w Pucharze Davisa. Rozegrał przez ten okres 25 meczów singlowych, z których 16 wygrał oraz 1 przegrany pojedynek deblowy. W 2001 roku zdobył wraz z drużyną tytuł w imprezie pokonując w finale 3:2 Australię. Grosjean przegrał wówczas oba swoje spotkania singlowe, najpierw z Lleytonem Hewittem, a potem z Markiem Philippoussisem.
W październiku 2002 roku zajmował 4. pozycję w rankingu światowym, najwyższą w karierze.