Au printemps de 1813, Grolman est de nouveau employé comme major dans l'armée prussienne. Il sert dans les campagnes suivantes comme officier d'état-major dans divers corps et participe aux batailles les plus importantes de la Campagne d'Allemagne à Lützen, Bautzen et au combat d'Haynau. Après l'armistice de Pleiswitz, Grolman reçut sa promotion au grade de lieutenant-colonel et un poste d'officier d'état-major avec le . Il est grièvement blessé à la bataille de Kulm, mais combat toujours en tant que colonel dans la bataille de Leipzig et prend ensuite part à la campagne de 1814 jusqu'à la paix de Paris. En 1814, il est envoyé au Congrès de Vienne, mais en mars 1815, il est nommé quartier-maître général de l'armée du général Blücher. À ce titre, il sert pendant la campagne de 1815.