Nach dem Elser-Attentat auf Hitler am 8. November im Bürgerbräukeller wurde er wiederum verhaftet und saß etwa acht Wochen in Untersuchungshaft. Nach seiner Entlassung arbeitete Grotewohl wieder in Berlin als kaufmännischer Angestellter, daneben widmete er sich in seiner Freizeit vermehrt der Malerei (1944/45 entstand u. a. ein Zyklus von acht Ölgemälden "Menschen der Stille"). Als er nach dem 20. Juli 1944 angesichts der Aktion Gewitter abermals befürchtete, verhaftet zu werden, tauchte er für einige Wochen mit Hilfe von Freunden unter. Grotewohl, der die Schlacht um Berlin erlebte, blieb als Beschäftigter einer „Bedarfsstelle“ vom Kriegseinsatz verschont.