В 1794 году Стефан Грабовский принял деятельное участие в польском восстании под руководством Тадеуша Костюшко. В апреле 1794 года он с повстанческий отрядом прибыл под Вильно и вынудил русские войска покинуть литовскую столицу. В составе повстанческой армии под командованием Якуба Ясинского участвовал в боях с русскими под Солами и Полянами. В июле 1794 года принял участие в обороне Вильно. В конце августа 1794 года Стефан Грабовский возглавил смелый рейд 2-тысячного отряда повстанцев на окрестности Минска и Могилева (Ораны — Койданов —  — Бобруйск — Любань). По дороге к его отряду примкнули мелкая шляхта и крестьяне. Однако 4 сентября в бою под Любанью был разбит и вынужден был капитулировать.