Viens no ievērojamākajiem un izglītotākajiem latviešu māksliniekiem, klasiskā modernisma ievadītājs Latvijas mākslas vēsturē, nācijai būtisku tēmu atveidotājs kara un politisko krīžu posmā.

Vispārējo izglītību ieguva Rīgas pilsētas ģimnāzijā (1901–1909), kā mākslinieks izglītojās sākotnēji Rīgā, patstāvīgi apgūstot gan vietējo gleznotāju (Janis Rozentāls, Vilhelms Purvītis), gan Rietumeiropas mākslas (visvairāk tālaika vācu) un krievu skolas (grupas Мир искусства) iespaidus. 1910. gada februārī un martā apmeklēja Šimona Hološija (Simon Hollósy) privāto skolu Minhenē, no 1910. gada rudens līdz 1914. gada pavasarim, ar pārtraukumiem vasaras mēnešos un vienu gadu karadienestā, papildinājās Parīzes privātajās mākslas skolās (Vitti, Grande Chaumière, Académie Moderne, La Palette). Izstādēs, muzejos Parīzē un ceļojumu laikā uz Dienvidfranciju, Londonu, Holandi, Spāniju iepazina vecmeistaru un tālaika moderno mākslu, spēcīgu iespaidu atstāja reiz redzētā senā ķīniešu glezniecība un franču gleznotāja Andrē Derēna (André Derain) darbi.

Pusaudža gados J. Grosvalds gleznoja galvenokārt ainavu studijas, darināja daudzus zīmējumus dažādās tehnikās, karikatūras (dažas publicētas satīriskā žurnālā “Svari”), ilustrācijas rokraksta grāmatiņām. Atdarinot tālaika pazīstamu gleznotāju un grafiķu paraugus, J. Grosvalds atveidoja tuvākās vides ikdienišķas reālijas, sacerēja neoromantiski retrospektīvus un humoristiski rotaļīgus tēlus, kā arī “noskaņu ainavas”. Šai laikā J. Grosvalds darbos impresionistiskā tradīcija savienojās ar dekoratīvistisku stilizāciju jūgendstila garā, krāsu, līniju izmeklētība un niansētība – ar tēlotos objektus deformējošu atektoniku. Minhenē 1909.–1910. gada portretu, kluso dabu un ainavu gleznojumos  vitālu reālismu papildināja krāsu un faktūras aktivitāte, kas saglabājas arī 1910. gada vasaras gleznojumos dzimtenē. Parīzes posmā J. Grosvalda gleznojumos un zīmējumos (portretos, ainavās, sadzīves ainās), kas tika darināti arī vasarās dzimtenē, pieauga tēlojuma nosacītība, kas tika pamatota ar “sintēzes” ideju, kas vēlāk bija galvenā radošās darbības koncepcija un tika pretstatīta impresionisma tradīcijai. Sākoties Pirmajam pasaules karam, J. Grosvalds palika Rīgā līdz 1915. gada vasarai, kad kopā ar vairākiem domubiedriem dibināja neformālu domubiedru grupu “Zaļā puķe”. Kad fronte tuvojās Rīgai, J. Grosvalds pārcēlās uz Petrogradu, kur pievērsās latviešu kara laika bēgļu tēmai, interpretējot to atrastajā sintezējoši ekspresīvajā stilā. 1916. gadā J. Grosvalds tika iesaukts armijā un dienēja latviešu strēlnieku rindās Rīgas frontē, gada beigās artilērijas pārvaldē Petrogradā, kur palika līdz 1917. gada vasaras beigām. 1916., 1917. gada akvarelī un temperā gleznotā strēlniekiem veltītajā darbu sērijā daudzveidīgi atklājās pozīciju kara ikdienišķā traģika. Arī Krievijas Februāra revolūcijas notikumi tika atspoguļoti dažos gleznojumos. 1917. gada vasarā eļļā gleznotajos lielāka izmēra bēgļu un strēlnieku temām veltītos audeklos J. Grosvalds sasniedza sava sintezējošā stila kulmināciju. 1917. gada augustā J. Grosvalds tika komandēts uz Rietumu fronti Francijā, kur nokļuva cauri Skandināvijai un Anglijai. 1918. gada sākumā iestājās angļu ekspedīcijas korpusā, kas devās uz Mezopotāmiju un Persiju. Neraugoties uz karagājiena grūtībām, J. Grosvalds darināja daudzus akvareļus, kas sastāda viņa “Persijas ainu” sēriju (tā saucās arī viņa literārais ceļojuma apraksts). Izmantojot jau atrasto sintezējošo tēlojuma stilu, J. Grosvalds atveidoja austrumu sadzīves ainas, interpretējot tās daļēji kā romantizētu eksotiku, bet arī reālistiski fiksējot austrumu pilsētu ielu ikdienu, to apdzīvotājus, tējnīcas, ubagus un badā cietējus, krēslainos segtos tirgu interjerus, skarbo un kalnaino ainavu. Kara beigas J. Grosvalds sagaidīja Kaukāza frontē, no kurienes atgriezās Londonā 1919. gada jūnija sākumā ar savainotu kāju. Aizgājis no karadienesta, J. Grosvalds sāka pildīt jaundibinātās Latvijas valsts pārstāvniecības sekretāra pienākumus Parīzē, līdztekus darinot vairākus patriotiska rakstura gleznojumus un gatavojot Parīzes Neatkarīgo salonam lielāka izmēra eļļas gleznas ar austrumu tematiku. 1920. gada sākumā Parīzē J. Grosvalds mira no t. s. spāņu gripas (tās epidēmijas otrā viļņa laikā).

“Mērijas Grīnbergas portrets” (1910, Latvijas Nacionālais mākslas muzejs, LNMM), “Parīzes nomale” (1914, LNMM), “Triju mākslinieku portrets” (1915, LNMM), ”Bēgļi” (1915, Vermlandes muzejā, VM; Karlstadē Zviedrijā), ”Ierakumu ejas” (1916, VM), ”Šausmu aleja” (1916–1917, LNMM), “Vecais bēglis”, “Trīs krusti”, “Mirstošais kareivis”, “Varavīksne” (visi 1917, LNMM), ”Aleksandrija, ielas aina”, ”Bagdāde, ielas aina” (abi 1918, VM), "Persiešu tirgus” (1919–1920, LNMM).

J. Grosvalda mākslinieciskās idejas un darbi ietekmēja vairākus nozīmīgus 20. gs. latviešu gleznotājus (Valdemāru Toni, Konrādu Ubānu, Aleksandru Drēviņu, Jēkabu Kazaku, Romanu Sutu, Niklāvu Strunki, Kārli Baltgaili).

1915. un 1916. gadā Petrogradā un Maskavā latviešu mākslinieku izstādēs J. Grosvalda bēgļu sērijas zīmējumi un gleznojumi atstāja spēcīgu iespaidu uz jaunākās paaudzes māksliniekiem – nākamajiem modernistiem un sagādāja J. Grosvaldam viņa īsās dzīves laika lielākos publiskos panākumus. Par nopelniem karadienestā 1916. gada septembrī J. Grosvaldu apbalvoja ar IV šķiras Svētās Annas ordeni (Императорский орден Святой Анны), 1919. gadā – ar Britu Militāro krustu (British Military Cross). Latvijas mākslas vēsturē J. Grosvalds izcelts kā viena no centrālajām 20. gs. personībām.