В 294 г. до н. э. пришли римляне. Античные историки упоминают, что в сражении под стенами города пало около 2000 этрусков. С первых веков распространения христианства, Розелле становятся местопребыванием епископа. Наивысшего расцвета город достиг в V в. н. э. Люди жили в Розелле до XII в. Причины оставления города не установлены. Что касается самого Гроссето, то он впервые упоминается в 803 г., когда не существующая ныне церковь Сан-Джорджо и ее владения были отданы синьору Ильдебранду Альдобрандески, скорее всего – лангобарду по происхождению. Его потомки в конце XII в. получили титул графов Гроссетской мареммы. К тому времени город выдержал осаду немецких наемников герцога Генриха Х Баварского (1133–1137) и подписал договор о торговле солью с Сиенской республикой. Важным событием стал перенос в Гроссето епископской кафедры. Политическим выражением выросшего авторитета города стал акт 1204 г. (Хартия Свободы), урегулировавший отношения городского магистрата и рода Альдобрандески, получившего в конце XII в. графский титул. В 1222 г. горожане добились права избирать мэра и городских советников. Альдобрандески во многом способствовали развитию города и строительству оборонительных сооружений. Например, до наших дней дошли остатки укреплений Тино-ди-Москона. Позже Гроссето попал в сферу флорентийского влияния. В 1243–1246 гг. в зимний период в Гроссето не раз останавливался император Фридрих II. Город гордится тем, что в середине XIII в. здесь работал Андреа да Гроссето, францисканский монах, способствовавший распространению разговорной речи («лингва вольгаре»), ставшей основой итальянского литературного языка. В 1328 г. к Гроссето подошли войска Людвига Баварского и антипапы Николая V. Они осадили город, но приступ был отбит горожанами, которыми руководил Бино дельи Абати дель Малия, синьор Гроссето.
Главный храм города – кафедральный собор Сан-Лоренцо. Он построен на месте более древней церкви в 1294–1302 гг. под руководством сиенского архитектора Соццо Рустикини, однако впоследствии собор много раз перестраивали и поновляли. Последние по времени перестройки и стилизации проведены в 1840 и 1885 гг. Колокольня пристроена в 1402 г. С внешней стороны наиболее интересен правый фасад собора, спроектированный самим Рустикини. Внутри собора привлекает внимание главный алтарь, выполненный из цветного мрамора по проекту Томмазо Реди. В одной из апсид собора находится ценное полотно Рустичи, изображающее святых Лоренцо и Карло Борромео. В капелле Мадонны делле Грацие можно увидеть «Вознесение Девы Марии с ангелами» работы Маттео ди Джовании (1470). Цветные витражи собора выполнены по проекту Джироламо ди Бенвенуто (1470). Одна из главных церквей города освящена в память св. Франциска. Первоначально (XIII в.) патроном этой однонефной церкви был Сан-Фортунато, но потом храм передали францисканцам, и он стал частью монастыря. В церкви находится знаменитое «Распятие», приписываемое кисти Дуччо ди Бонинсенья (около 1285 г.). Еще одна художественная достопримечательность: потолок и своды капеллы Сант-Агостино расписана великолепными фресками братьев Антонио и Франческо Нессини (XVII в.). Кстати: именно в этой церкви проходило венчание Адриано Челентано и Клаудии Мори. При бывшем монастыре клариссок, ставшем в наши дни музеем-лабораторией, находится церковь Дей Биджи (конец XV в.). Она уже не используется в культовых целях, а ее помещение отдано организациям культуры. Самое старое культовое здание в Гроссето принадлежит церкви Сан-Пьетро.
Гроссето известен и на спортивной карте Италии. Здесь создан один из национальных центров подготовки легкоатлетов. На местный Олимпийский стадион им. Карло Дзаккини приезжают соревноваться лучшие атлеты мира. Есть в городе и приличный футбольный стадион, хотя городская команда в высших итальянских лигах не играет. Гордостью Гроссето называют Алессандру Сензини, которая неоднократно завоевывала призовые места на олимпийских соревнованиях по виндсёрфингу, а на Сиднейской олимпиаде стала чемпионкой.