Aunque nació en Ginebra en 1986 y aún vive allí, Romain Grosjean compite con licencia francesa. Comenzó en el karting profesional algo tarde, en el 2000 con 14 años, y pasó a los monoplazas en 2003 en el Campeonato Suizo de Fórmula Renault 1600, ganando las diez carreras y logrando las diez vueltas rápidas para arrasar a la competencia. Tras ese éxito pasó a la Fórmula Renault francesa en 2004, terminando el campeonato séptimo y segundo mejor debutante. Mientras competía también en las Euro Series, su segundo intento en la Fórmula Renault francesa se saldó con diez victorias, 13 podios y diez poles para lograr el título y entrar en el programa de desarrollo de pilotos de Renault.
Con dos títulos en el bolsillo Grosjean se pasa a las Fórmula 3 Euro Series en 2006. Aunque calificó tercero en dos ocasiones, sus resultados en carrera fueron más discretos con un solo podio sobre 20 carreras, terminando el campeonato 13º. En 2007 repitió campeonato con ASM, logrando cuatro pole-positions, seis victorias y otros seis podios para llevarse el título con 11 puntos de ventaja sobre Sebastian Buemi.
Grosjean había demostrado lo suficiente como para pasar a la GP2 en 2008. Compitiendo en el primer año de la GP2 asiática con ART, logró cuatro victorias de diez carreras para llevarse el título, otra vez por delante de Buemi. También ganó dos carreras en la GP2 principal para acabar cuarto, por detrás de Giorgio Pantano, Bruno Senna y Lucas de Grassi.
En 2008 también se convirtió en piloto de pruebas de Fórmula 1 con Renault, tomando el relevo de Nelson Piquet, que había ascendido a piloto oficial, y después de varios test fue nominado tercer piloto del equipo para la temporada 2009. Compaginando sus labores en F1 Grosjean firmó con Barwa Addax para una segunda temporada en la GP2. Aunque logró dos victorias y otro podio en las 12 primeras carreras, también se vio envuelto en varias colisiones espectaculares. Pero Nelson Piquet fue despedido de Renault en agosto del 2009 y Grosjean pasó a sustituirle para los restantes siete GPs de la temporada como compañero del doble campeón mundial, Fernando Alonso.
Sin embargo aquella oportunidad le resultó difícil de aprovechar y tras no poder terminar ninguna carrera por encima de la 13ª posición no fue contratado para la siguiente temporada. Tras aquel duro golpe, en 2010 Romain optó por competir en diferentes categorías. Ganó el Campeonato Auto GP, con cuatro victorias, siete podios y tres poles, ganó dos carreras de la FIA GT y logró dos podios en la GP2, compitiendo también en las carreras de 24 horas de Le Mans y Spa.
Con la confianza recuperada, y con 25 años, volvió a la GP2 en 2011, ganando el campeonato asiático y el principal, con seis victorias. También volvió a unirse a Renault como probador y participó en las sesiones de entrenamientos libres de los viernes en Abu Dabi y Brasil. Renault se planteó darle una segunda oportunidad en Fórmula 1, algo extraño en este deporte, y tras el éxito de estas dos sesiones de entrenamientos decidió que fuera el compañero de Kimi Raikkonen para la temporada 2012 con el equipo renombrado como Lotus.
Su retorno a la F1 en la temporada 2012 comenzó con una sorprendente tercera posición en la calificación del GP de Australia. Sin embargo tuvo que abandonar los dos primeros Grandes Premios en lo que iba a ser una temporada marcada por numerosos accidentes con otros pilotos en los primeros compases de los GPs. El momento cumbre de estos accidentes que ya tenían cansados a la FIA y al resto de los pilotos llegó en el GP de Bélgica, cuando en la primera curva provocó un peligroso accidente que dejó fuera de carrera a otros tres pilotos, dos de los cuales luchaban por el título. La FIA no tuvo más remedio que suspenderle de la participación del siguiente GP, el de Italia, donde fue sustituido por Jerome d’Ambrosio.
Sin embargo demostró su velocidad con tres podios, y visto su potencial y a pesar de tener otras interesantes ofertas, el equipo decidía renovarle para el 2013. Y esa confianza depositada en un piloto que se ha alzado con el Título en casi todas las categorías que ha corrido, tarde o temprano tenía que dar algunos frutos, pudiendo considerarse este año como el del definitivo despegue y consolidación del francés.
Aun así, le cuesta un poco dar ese paso final, tal vez eclipsado un tanto por el enorme rendimiento de su compañero Räikkönen, y en las primeras ocho citas no logra puntuar en la mitad, teniendo resultados discretos en las demás, excepto un podio en Baréin. Tras ello, otras cinco carreras en las que se asienta más y consigue otro podio en Alemania.
Pero es realmente en la parte final cuando se destapa y da el gran salto, con una secuencia de cinco Grandes Premios sobresalientes, donde sólo se apea del podio para hacer un cuarto puesto en Abu Dabi, acumulando tres terceros seguidos y un segundo (mejor resultado del año) en Estados Unidos. Todo ello le vale para acabar 7º en el Mundial, con un total de 132 puntos y seis podios, así como para revalidarse y ser confirmado en Lotus para la nueva campaña 2014.
No obstante con los conceptos nuevos obligados en esta temporada, Lotus no da con la tecla, y de hecho se aleja muchísimo del nivel al que se encontraba, diseñando un monoplaza que muy a su pesar, apenas llega para pelear en la zona de media parrilla. No será fácil puntuar, por tanto, con enormes problemas de fiabilidad durante todo el año, y múltiples abandonos (hasta 7). El piloto francés solo logra acceder a los puestos de suma en dos ocasiones, ambas consecutivas, en España y Monte Carlo, con dos 8º puestos, y el resto de campaña pelea entre los puestos 12º o 13º como media. Dura etapa después de venir acostumbrándose a subir al podio, o rondarlo muy de cerca. Grosjean consigue batir a nuevo compañero Pastor Maldonado, pero sin finalizar mejor que el 14º en el Mundial de Pilotos con 8 escasos puntos.
