* Antal matcher och mål i proffsklubbar räknas endast för de inhemska ligorna och är korrekt per den 27 november 2011. ** Antal landskamper och mål är korrekta per den 31 augusti 2009.
Efter ett antal säsonger i amatörklubben Renato Curi (Pescara), debuterade Grosso som proffs i Chieti i Serie C2. 2001 köptes han till Perugia i Serie A. Första landskampen gjorde han 2003. 2004 flyttade Grosso till Palermo, då låg det sicilianska laget i Serie B. Grosso värvades av Inter för € 5 500 000 den 6 juni2006, men efter en mindre lyckad säsong i klubben släpptes han till franska Ligue 1-klubben Lyon sommaren 2007. Under sommaren 2009 värvades Grosso av den italienska klubben Juventus.
Grosso är vänsterback men kan också spela till vänster på mittfältet. Den 9 juli 2006 avgjorde Fabio Grosso VM i fotboll då han slog in den femte och avgörande straffen för Italien och ledde dem till deras fjärde VM-guld genom tiderna.