Sammen med det norske hold vandt hun EM 2006, 2008 og 2010. Hun har en sølvmedalje fra VM 2007 i Frankrig. Året efter vandt hun en guldmedalje under OL. Hun var en del af truppen som vandt en bronzemedalje under VM 2009 i Kina. Hun vandt igen en guldmedalje under VM 2011. I sommeren 2012 vandt Grimsbø en guldmedalje under OL i London. Samtidig var hun også en del af turneringens All-Star-Team.