Romain Grosjean urodził się 17 kwietnia 1986 roku w Genewie. Jest sześćdziesiątym dziewiątym francuskim kierowcą w historii, który brał udział w wyścigu Formuły 1.

Romain rozpoczął profesjonalne ściganie w kartingu, w wieku czternastu lat. Od najmłodszych serii aż do Formuły ICA, jego kariera tradycyjnie zmierzała do wyścigów w samochodach jednomiejscowych.

W 2003 roku rozpoczął starty w szwajcarskiej serii Formuły Renault 1600. Wygrał wszystkie dziesięć rund i zanotował dziesięć najszybszych okrążeń, co oczywiście zakończyło się zdobyciem mistrzostwa.

Rok później awansował do francuskiej Formuły Renault, w której ukończył sezon na siódmej pozycji w klasyfikacji generalnej, będąc drugim najlepszym debiutantem. Romain łączył udział w edycji francuskiej z udziałem w serii europejskiej.

W 2005 roku powrócił do europejskich zmagań, dwukrotnie stawał na podium i zakończył sezon na dwunastej pozycji. Udany okazał się także powrót do francuskiej edycji, w której po dziesięciu zwycięstwach, trzynastu wizytach na podium i dziesięciu pole position, sięgnął po mistrzowski tytuł.

2006 rok to dołączenie Grosjeana do europejskiej serii Formuły 3. W ciągu całego sezonu zdołał tylko raz stanąć na podium, a nieco gorsze wyniki pozwoliły mu zameldować się na trzynastym miejscu w klasyfikacji generalnej. W tym samym roku wziął też udział w dwóch wyścigach brytyjskiej serii F3, które zakończył dwoma triumfami. Sukcesem okazał się także udział w prestiżowych mistrzostwach Masters i w Macau. Oba wydarzenia ukończył na piątej pozycji.

Swoją postawą na torze Romain zdołał wywalczyć angaż w programie rozwojowym dla młodych kierowców ze strony Renault. Wsparcie teamu nie oznaczało jednak zmiany serii, gdyż Grosjean zdecydował się pozostać na kolejny sezon w europejskiej Formule 3.

W sezonie 2007 czterokrotnie startował z pole position, sześć razy stawał na podium i sześć razy wygrywał. Pewnie sięgnął po mistrzowski tytuł, wyprzedzając walczącego z nim Sebastiana Buemiego.

W 2008 roku Romain awansował do serii GP2. Rozpoczął od startów w azjatyckiej serii, gdzie wygrał aż cztery na dziesięć rozgrywanych wyścigów - kolejny raz zdobył tytuł i kolejny raz pokonał Buemiego. W głównej serii GP2 dwukrotnie udało mu się stanąć na najwyższym stopniu podium, a sezon zakończył na czwartej pozycji. W tym samym roku został także kierowcą testowym Renault w Formule 1, przejmując rolę po Nelsonie Piquet, który awansował na jedno z dwóch miejsc wyścigowych. W czerwcu po raz pierwszy prowadził bolid Formuły 1 podczas testów w Barcelonie. Mianowano go także trzecim kierowcą francuskiej ekipy na sezon 2009.

W roku 2009 Romain pozostał w serii GP2. W pierwszych dwunastu wyścigach dwa razy zwyciężał i raz stanął na podium, jednak był także zamieszany w wiele kolizji. W sierpniu tego roku, po rozczarowujących występach ze strony Piqueta, Renault postanowiło rozwiązać kontrakt z Brazylijczykiem i na ostatnie siedem wyścigów sezonu zaangażować Grosjeana. Francuz został nowym partnerem zespołowym dwukrotnego mistrza świata, Fernando Alonso. Występy Romaina także nie były spektakularne, nie zdołał ukończyć żadnego z wyścigów powyżej trzynastego miejsca, co oznaczało, że Renault nie przedłużyło z nim współpracy na sezon 2010.

W 2010 roku Grosjean zdobył mistrzostwo Auto GP, dwa triumfy w serii FIA GT oraz zanotował dwa podia w GP2. Brał także udział w Le Mans i 24- godzinnym wyścigu w Spa.

W 2011 roku Romain powrócił do GP2, wygrywając zarówno azjatycką jak i główną serię, z sześcioma zwycięstwami na koncie. Wciąż przeprowadzał testy dla zespołu Renault i wziął udział w piątkowych sesjach treningowych przed wyścigami w Abu Zabi i Brazylii. Francuski zespół, przemianowany na Lotus Renault, postanowił dać szansę Grosjeanowi i zakontraktował go, obok Kimiego Raikkonena, na sezon 2012.

Już podczas wyścigu w Bahrajnie zdołał po raz pierwszy stanąć na podium. Swój wyczyn powtórzył jeszcze dwukrotnie podczas rund w Kanadzie i na Węgrzech. Podczas sezonowych zmagań Romain nie wystrzegał się błędów, takich jak spowodowanie ogromnej kraksy w Belgii, która zaowocowała nałożenie na niego kary wykluczenia z kolejnego wyścigu (GP Włoch). Romain ukończył zmagania na ósmej pozycji w klasyfikacji generalnej, zdobywając ponad dwukrotnie mniej punktów od swojego partnera zespołowego.

Wiele zmieniło się podczas następnego sezonu. Grosjean zaprezentował dużo dojrzalszą jazdę, która sprawiła, że aż sześciokrotnie stanął na podium. Sezon 2013 ukończył na siódmym miejscu, dwie pozycje i 51 punktów za Finem.

Zespół, od tej pory znany jako Lotus, zdecydował się na kontynuowanie współpracy z Romainem także w 2014 roku. Zarówno team jak i kierowca osiągali znacznie słabsze wyniki, spowodowane niekonkurencyjnym bolidem. Grosjean zajął ósme miejsca podczas wyścigów w Hiszpanii i Monako i były to jego jedyne punktowane pozycje w całym sezonie, który ukończył na czternastej pozycji w klasyfikacji generalnej. Po potwierdzeniu, że od następnego sezonu Lotus będzie korzystał z silników Mercedesa, Francuz zgodził się pozostać w teamie.

2015 rok był jego ostatnim w barwach ekipy z Enstone. Po dobrych występach, zwłaszcza podczas wyścigu w Spa, w którym stanął na podium, przyszłość zespołu stanęła pod znakiem zapytania. Gdy okazało się, że Renault przejmie team, Grosjean zdecydował się na podpisanie kontraktu z amerykańską ekipą Haas.

Zmiana okazała się korzystna dla Francuza. Już dwa pierwsze wyścigi sezonu 2016 ukończył na piątej i szóstej pozycji. W przeciągu całego sezonu zdobył 29 punktów i zameldował się na trzynastym miejscu w klasyfikacji generalnej, deklasując swojego partnera zespołowego, Estebana Gutierreza, który zakończył rok bez punktów.

Romain pozostał w zespole także na kolejny rok. Tym razem u jego boku ścigał się Kevin Magnussen. Najlepszym wynikiem Francuza było szóste miejsce zdobyte podczas wyścigu w Austrii. Sezon zakończył ponownie na trzynastym miejscu, jedną pozycję przed Duńczykiem.

Obaj kierowcy kontynuowali współpracę z zespołem w sezonie 2018. Romain przez problemy w pierwszej połowie sezonu nieco odstawał od Magnussena, jednak w drugiej części roku zdołał poprawić formę i zapewnić sobie kontrakt na sezon 2019. Amerykański zespół potwierdził, że Francuz i Duńczyk będą kontynuować współpracę także w sezonie 2019.