Grosso je rođen u Rimu ali je odrastao u Chietiju gdje se njegova obitelj vratila. Ondje je nogomet započeo igrati u mlađim uzrastima Renato Curija a kasnije i u seniorima gdje je bio ključni igrač prve momčadi. Tijekom tri sezone nastupanja za klub, Grosso je skupio 108 službenih nastupa te je na poziciji polušpice i lijevog krila zabio impresivnih 47 golova.
U ljeto 1998. Grosso je prodan u Chieti Calcio za nepoznat iznos. Zahvaljujući odličnim igrama u novom klubu, Grosso je privukao interes momčadi iz Serie A. Tako ga je u svoje redove dovela Perugia tijekom srpnja 2001. Iako je do tada igrao kao polušpica, Perugijin trener Serse Cosmi ga je prebacio na mjesto lijevog krila. S klubom je 2003. osvojio Intertoto kup a iste godine je debitirao u talijanskoj reprezentaciji. Tijekom zimskog prijelaznog roka u siječnju 2004., Fabio Grosso je prodan tadašnjem drugoligašu Palermu.
Sa sicilijanskim klubom se kvalificirao u Serie A te je s njime u sezoni 2005./06. ostvario odlično šesto mjesto i izborio nastup u Kupu UEFA. Tadašnji talijanski izbornik Marcello Lippi uvrstio je Grossa na popis reprezentativaca za predstojeće Svjetsko prvenstvo u Njemačkoj 2006. Uz njega, na rosteru su se našla još tri Palermova igrača: braniči Cristian Zaccardo i Andrea Barzagli te veznjak Simone Barone. Nakon osvajanja naslova svjetskog prvaka gdje je Grosso dao velik doprinos (gol u polufinalu te realizirani penal u finalu), igrač je prodan milanskom Interu.
Inter ga je kupio za pet milijuna eura te je Palermu ustupljen Hernán Paolo Dellafiore.[3] Međutim, ondje je većinom korišten kao zamjena na utakmicama tako da je već nakon jedne sezone otišao u francuski Lyon. Vrijednost transfera je iznosila 7,5 milijuna eura[4] a igraču je dodijeljen dres s brojem 11. Već u debitantskoj sezoni, Grosso je s Lyonom osvojio dvostruku krunu, odnosno prvenstvo i nacionalni kup. Tijekom druge sezone igrao je manje, dijelom zbog ozljede zbog čega ga se povezivalo s povratkom u Italiju.
31. kolovoza2009. potvrđen je Grossov povratak u Serie A nakon dvije godine u Francuskoj. Naime, doveo ga je torinski Juventus koji je bio u potrazi za obrambenim igračem. Sa Starom damom je u sezoni 2011./12. osvojio svoj drugi scudetto nakon čega je objavio kraj igračke karijere.
Grosso je s Italijom nastupio na Svjetskom prvenstvu 2006. te je s Azzurima osvojio naslov svjetskog prvaka. U polufinalnom susretu protiv domaćina Njemačke zabio je ključni pogodak odluke tijekom 119. minute produžetka.[5] U samom finalu protiv Francuske, pitanje pobjednika se odlučivalo na jedanaesterce. Grosso je bio posljednji izvođač a njegov realizirani kazneni udarac je Italiji osigurao svjetski naslov.[6]
Novi talijanski izbornik Roberto Donadoni koristio ga je na EURU 2008. Ondje je odigrao sva tri susreta skupine protiv Nizozemske,[7]Rumunjske[8] i Francuske.[9] U četvrtfinalnom dvoboju protiv kasnijeg prvaka Španjolske, pobjednik se kao i prije dvije godine odlučivao jedanaestercima. Grosso je bio prvi izvođač te je bio precizan s bijele točke. Međutim, Italija je ispala zbog promašaja De Rossija i Di Natalea.[10][11]
Posljednji Grossov veći reprezentativni turnir bio je Kup konfederacija 2009. Italija je ondje neočekivano ispala već u skupini a Grosso je odigrao svih 90 minuta u susretima protiv SAD-a[12] i Egipta.[13]
Italija
Italija
Škotska
Njemačka
Gruzija
Bugarska
Francuska
