Grotle er professor i fysioterapi ved Oslomet (fra 2011). Hun har vært forskningsleder ved Formidlingsenheten for muskel- og skjelettlidelser, Klinikk for kirurgi og nevrofag ved Oslo universitetssykehus(fra 2007-2013) og seniorforsker ved Diakonhjemmet Sykehus (fra 2005-2013). Grotle forsvarte avhandlingen for graden dr. philos ved Universitetet i Oslo i 2004. Grotle arbeidet som kliniker i 16 år før hun startet sin forskerkarriere på Institutt for helsefag ved Universitetet i Oslo i 1998. Grotle har vært gjesteforsker ved Faculty of Health Sciences ved University of Sydney og ved Primary Care Musculoskeletal Research Centre ved Keele University.