Mit der Frauen-Handballnationalmannschaft der DDR wurde Josefine Grosse 1990 Dritte bei der Weltmeisterschaft. Auch für die Deutsche Frauen-Handballnationalmannschaft war sie aktiv. Sie gewann mit dieser Mannschaft Silber bei der Europameisterschaft 1994 in Deutschland. Insgesamt bestritt Grosse 64 Länderspiele, in denen sie 101 Treffer erzielte.