Gronkowski spilt college football på University of Arizona og vant der flere utmerkelser, inkludert å bli utpekt Freshman All-American av og Rivals.com. Til tross for at han kun spilte to sesonger i college satte han lagrekorder med 18,8 yards per mottakelse og 1 197 mottatte yards for tight ends. Patriots plukket ham opp i andre runde av NFLs draft i 2010 som #42, etter at han måtte stå over ett år etter en ryggoperasjon.