Esmeralda am 5. Februar 1820, Grenfell wurde dabei schwer verletzt. Bereits drei Jahre später hatte er den Rang eines Fregattenkapitäns inne. Mit Cochrane gemeinsam nahm er ab dem Jahr 1823 an den Kämpfen des Brasilianischen Unabhängigkeitskrieges gegen Portugal teil. Persönlich zeichnete er sich hierbei bei seinem gelungenen taktischen Manöver zur Übergabe der portugiesischen Stadt und Festung Pará aus. Grenfell verlor bei einem Gefecht vor Buenos Aires im Argentinisch-Brasilianischen Krieg, an dem er unter dem Kommando eines Commander Norton ebenfalls beteiligt war, am 29. Juli 1826 seinen rechten Arm, Grenfell begab sich zur Erholung wieder nach England.