Jean Grosjean est né à Paris le 21 décembre 1912. Il a déjà lu la Bible et Claudel lorsqu'il entre en 1929 au séminaire de Saint-Sulpice. Ordonné prêtre et mobilisé en 1939, Jean Grosjean se lie à André Malraux lors d’une commune captivité comme prisonnier de guerre auprès de Sens (1940), puis à Claude Gallimard en Poméranie en stalag (1941). Il renoncera à son sacerdoce après la Seconde Guerre mondiale.
Encouragé dans sa vocation littéraire par André Malraux et Claude Gallimard, il publie son premier recueil de poèmes, Terre du temps, en octobre 1946 dans la collection « Métamorphoses ».
Jean Grosjean et Claude Gallimard tisseront des liens privilégiés, puisque le premier, publiant la majeure partie de son œuvre rue Sébastien-Bottin, intègre la maison Gallimard après guerre. Il y assure des fonctions de lecteur, de traducteur et d’encyclopédiste auprès de Raymond Queneau. Il collabore à partir de 1967 avec Dominique Aury et Marcel Arland à La NRF, dont il est l'un des contributeurs réguliers depuis 1955. Il entre également en 1967 au comité de lecture des Éditions.

Dans ses poèmes publiés entre 1946 (Terre du temps) et 1954 (Fils de l'homme), les épisodes bibliques sont le support d'une scénographie du moi, face à Dieu, au monde et aux hommes. Jean Grosjean s'établit en 1956 dans l'Aube : les paysages de la campagne, comme ceux du Proche-Orient, où il a découvert le monde musulman en 1936-1937, marqueront désormais sa poésie.
Dans Apocalypse (1962) et La Gloire (1969) s'approfondit la réflexion sur les rapports du Père et du Fils, l'Incarnation, la Passion, la Parole ; les recueils suivants interrogent la Présence dans ses manifestations les plus humbles, et dans un langage plus simple (La Lueur des jours, 1991 ; Nathanaël, 1996). Remarquable prosateur, Jean Grosjean écrit également des récits mettant en scène des personnages bibliques.
Fin connaisseur des textes sacrés et des langues anciennes, il est enfin l'auteur de nombreuses traductions dont Les Prophètes (1955), les tragédies grecques d'Eschyle et Sophocle (1967), le Nouveau Testament (1971), le Coran (1979), ainsi que la Genèse (1987), préfacée par J.M.G. Le Clézio. Jean Grosjean crée avec ce dernier en 1990 « L'Aube des Peuples » une collection destinée à rassembler sous une même enseigne les grands textes de l'histoire de l'humanité.
Jean Grosjean s'est éteint le 10 avril 2006, quelques mois après la parution d'un ultime recueil poétique, La Rumeur des cortèges.