A partir de la temporada 2009-10 el equipo entró en una etapa de crecimiento, en la cual comenzaron a emerger jóvenes promesas como Iker Muniain, Óscar de Marcos, Mikel San José, Markel Susaeta y Ander Iturraspe, si bien su participación aún era secundaria. Tras tres temporadas rindiendo a buen nivel, fichó en 2004 por el US Palermo, lo cual supuso una sorpresa ya que el equipo estaba en la Serie B. Tras lograr ascender con el Palermo, Grosso fue uno de los pilares de un Palermo que terminó octavo en el Calcio en la temporada 2005-06. Marcello Lippi, seleccionador de Italia, se lo llevó al Mundial 2006, el cual Italia ganaría y con un Grosso jugando todos los partidos como titular.
