Джош родился 27 февраля 1981 года в Лос-Анджелесе (штат Калифорния). Его отец по происхождению русско-польский еврей, а у матери норвежские корни. Ровно через четыре года после рождения Джоша, 27 февраля 1985 года в семье родился брат Джоша — Кристофер.
В 1997 и 1998 Гробан посещал Лагерь искусств Интерлохена (Interlochen Arts Camp) в Мичигане по специальности «музыкальный театр», а также брал уроки у частного преподавателя по вокалу. В 1998 году его преподаватель по вокалу Сэт Риггс дал продюсеру Дэвиду Фостеру кассету с записью Джоша, на которой он исполнял арию из Призрака Оперы «All I ask of you». Запись очень понравилась Фостеру, и в январе 1999 года Джош исполнил эту арию на концерте в честь инаугурации губернатора Калифорнии Грея Дэвиса, который устраивал Фостер. А в феврале Джош заменил Андреа Бочелли на репетиции церемонии Грэмми, где он пел «The prayer» с Селин Дион.
В 1999 году Гробан закончил Окружную Высшую Школу Искусств Лос-Анджелеса (Los Angeles County High School Arts) по специальности «театр», после чего стал посещать Университет Карнеги—Меллон в Питтсбурге, где изучал драму.
Гробан оставил Карнеги—Меллон, проучившись там всего лишь год, когда ему предложили контракт с Warner Bros. Records через рекорд-лейбл Фостера 143 Records. Под влиянием Фостера первый альбом Гробана стал более классическим. Первыми для альбома были записаны «Alla Luce Del Sole» и «Gira Con Me». В него также вошла песня «To Where you are», музыку к которой написал Ричард Маркс, а слова Линда Томпсон. Альбом еще не был закончен, когда Гробан получил предложение от певицы Сары Брайтман, работающей на стыке жанров классической и современной музыки, принять участие в ее турне «La Luna», длившееся с сентября 2000 по май 2001. Во время шоу он исполнял вместе с Сарой композицию «There for me».
В 2001 выходит фильм «Искусственный разум», саундтреком к которому становится дуэт Джоша и Лары Фабьян «For Always». Джош участвует в благотворительных мероприятиях, одним из которых становится «The Family Celebration». Это мероприятие проводили Билл Клинтон с Хиллари Родэн Клинтон и Дэвид Е. Келли с Мишель Пфайфер. Дэвид был настолько впечатлен исполнением Гробана на этом событии, что создал для певца роль Малкольма Уайэтта в сериале «Элли Макбил», в котором Джош также спел «You’re still you». То, как Гробан исполнял песню, настолько отличалась от его персонажа, что зрители решили, что Гробан был лишь актером, а песня была записана кем-то другим. Персонаж Малкольм Уайэтт был настолько популярен, что Гробана попросили вернуться в следующий сезон и исполнить песню «To where you are».
20 ноября 2001 года выходит дебютный альбом певца «Josh Groban». Помимо «To where you’re» и «You’are still you» в него вошли произведения Эннио Морриконе (Cinema Paradiso), Баха (Jesu, Joy of Man’s Desiring), а также «Let me fall» из «Cirque de soleil». В альбом вошла и композиция «The prayer», записанная вместе с Шарлоттой Чёрч, которую Гробан и Чёрч исполнили на церемонии закрытия Зимних Олипмпийских игр 24 февраля 2002 года. «The prayer» — не единственная песня, «позаимствованная» Гробаном у Селин Дион. В альбом вошла «Aléjate», которая является кавер-версией «Just Walk Away».
В 2002 году диск стал золотым и дважды платиновым. А в ноябре вышел концертный вариант диска и DVD «Josh Groban In Concert».
В декабре Гробан выступает на Нобелевской премии в Осло, на которой исполняет «To where you are», «The Prayer» вместе с Сиссел и «Imagine» вместе со всеми участниками концерта. Джош участвует и в Рождественском концерте в Ватикане, и в концерте, посвященному «World Children’s Day» (2003), который организовывал Дэвид Фостер. На нем Гробан вместе с Селин Дион исполняет «The Prayer».
В том же году Гробан исполняет роль Анатолия в мюзикле «Шахматы» на Благотворительном концерте в поддержку фонда актеров.
Второй альбом «Сloser», который по мнению Гробана, стал лучшим его отражением по сравнению с первым альбомом, выходит 11 ноября 2003 года. На «Сloser» больше композиций, написанных специально для певца. Так, например, на нем присутствуют две композиции, записанные вместе с Эриком Муке из французского дуэта «Deep Forest». Гробан продолжает исполнять известные произведения — «Caruso» и «Hymne l’amour». В специальное издание входит и кавер-версия «My December» группы Linkin Park, а кавер-версия композиции «You’re raise me up» норвежско-ирландского дуэта «Secret Garden» стала очень популярной среди Adult contemporary чартов и была номинирована на Грэмми 2005 («Best Male Pop Vocal Performance»). Сам альбом через два месяца после выхода добрался до первого места в чарте Billboard 200. Тур «Closer» прошел в Америке, Европе и ЮАР.
В 2004 году вышло еще два саундтрека, исполненных Гробаном: «Remember» для фильма «Троя», записанная вместе с македонской певицей Таней Царовской, и «Believe» для рождественского мультфильма «Полярный экспресс». Композиция «Believe» была номинирована на Оскар, но не получила награды.
Летом 2004 Джош возвращается в Интерлохен, где дает представление местным жителям и проживающим в лагере, и делится опытом молодого исполнителя.
30 ноября выходит его второй концертный DVD «Live At The Greek». На концерте Джош помимо своих произведений исполнил также композицию «Америка» Пола Саймона, чьим большим поклонником Джош является.
В 2005 году Гробан вместе с Андреа Бочелли и другими известными певцами участвует в записи «Tears in Heaven» для сбора средств в поддержку пострадавших от урагана Катрина и цунами в Южной Азии.
Третий альбом выходит 7 ноября 2006 года. На нем Гробан продолжает сотрудничать с Эриком Муке («Machine», «Awake»), и приглашает многих других исполнителей: с южноафриканской группой «Ladysmith Black Mambazo» записывает «Lullaby» и «Weeping», с американским джазовым пианистом Херби Хэнхоком «Machine», а английская певица Имоген Хип "Now or never". Практически все песни на этот раз написаны для Джоша, исключения составляют «Un gorno per noi» («A time for us» из кинофильма Ромео и Джульетта) и «The smile» (музыка Чарли Чаплина), вошедшая только в интернет-издание альбома. «Un gorno per noi» в последствии была использована швейцарским фигуристом Стефаном Ламбъелем на показательных выступлениях.
В декабре Гробан выступает на концерте ежегодной церемонии Kennedy Center Honors, посвященной лорду Эндрю Ллойд Вебберу. На ней певец исполняет «The Music of the Night» из мюзикла «Призрак Оперы». В феврале 2007 певец отправляется в тур. С «Awake» он посещает Америку, Европу, Австралию и Африку. В тоже время Гробана принимает участие в записи альбома африканской певицы Анжелик Киджо «Djin Djin»: вместе они исполняют композицию «Pearls», в которой гитарную партию сыграл Сантана. А 1 июля на концерте в честь Дианы в дуэте с Сарой Брайтман Гробан исполняет «All I ask of you» из «Призрака Оперы».
9 октября выходит рождественский альбом Гробана — «Nоёl», в котором собраны песни со всего мира — из Англии («What Child is this»), Франции («Angels We Have Heard on High»), Германии («Silent Night»), Италии («Panis Angelicus») и США («Little Drummer Boy»). Альбом достигает первого места в чарте Billboard 200, став, таким образом, первым рождественским альбомом, который пробыл четыре недели подряд на первом месте в чарте за последние 50 лет. По итогам продаж в 2008 году альбом занял в США второе место.
В начале 2008 года Гробан опять исполняет дуэтом с Селин Дион «The Prayer» для специального выпуска на американском канале CBS и канадском CTV, а в чуть позже Джош исполняет эту же композицию в дуэте с Бочелли на церемонии Грэмми.
В марте продолжается тур «Awake»: Джош отправляется в ЮАР.
После окончания турне Гробана выступает на различных мероприятиях: 23-27 апреля Джош участвует в программе его кумира Пола Саймона «American Tunes», 12 и 13 мая Джош опять исполняет роль Анатолия в мюзикле «Шахматы» в Альберт-холле в Лондоне, 27 июля Гробан поет на концерте в честь дня рождения Нельсона Манделы. Попутно певец выпускает концертный СD-DVD «Awake Live!», который выходит 6 мая, и записывает свой новый альбом, продюсером которого становится Рик Рубин.
21 сентября Гробан выступает на церемонии Эмми, где исполняет отрывки из саундтреков телевизионных сериалов и шоу.
В ноябре Гробан выпускает свой первый сборник лучших песен — двухдисковое издание «A Сollection» (на первом диске сам сборник, а на втором шесть рождественских песен), в том же месяце выходит альбом Пласидо Доминго «Amore Infninto», в который входит дуэт Доминго с Гробаном «La tua semplicita». Чуть позже (9 декабря) выходит альбом Шарля Азнавура «Duos», где Джош вместе с Шарлем исполняют «La boheme».
18 января Джош на концерте в честь инаугурации Барака Обамы вместе с Хизер Хедли «My Country This of Thee», а 31 марта принимает участие в Arts Advocacy Day в Вашингтоне, цель которого - подчеркнуть важность развития государственной политики и финансирования искусства и гуманитарных наук, а также образования по этому направлению. На этом мероприятии Джош выступал перед комитетом Нижней палаты конгресса США.
2 июня выходит концертный DVD «An evening in New York City», его выход практически совпадает с выходом ДВД «Chess in concert» (17 июня).
