W 2008, Leo Beenhakker po raz pierwszy powołał go do seniorskiej reprezentacji Polski. Zadebiutował w niej 2 lutego 2008, zmieniając Marka Zieńczuka w 80. minucie towarzyskiego meczu z Finlandią, rozgrywanego w Pafos, na Cyprze. Kilka chwil po wejściu na murawę miał szansę na zdobycie gola, jednak jego strzał prawą nogą z kilku metrów poszybował ponad bramką rywali. 27 lutego po raz drugi zagrał w kadrze, kiedy to wystąpił w wygranym 2:0 pojedynku z Estonią. We wrześniu 2009 roku został ponownie powołany do kadry przez nowego wówczas trenera, Stefana Majewskiego na eliminacyjne mecze z Czechami i Słowacją. W trakcie trwania zgrupowania, po przegranym meczu z Czechami i utracie szansy na awans do finałów turnieju w RPA, na prośbę trenera kadry U-21, Andrzeja Zamilskiego, Grosicki dołączył do kadry U-21, która w październiku grała o awans do Mistrzostw Europy U-21 w Piłce Nożnej 2011 w Danii (turniej ten był również eliminacją strefy UEFA na IO 2012 w Londynie).