Estudia Zoología en Heidelberg (allí se casa con Maria Koenen) y en Würburg; y la enseña en Catania a partir de 1883.
En apoyo a los trabajos del médico francés Casimir Davaine demostró la manera de infectarse con Ascaris , cuando en 1862 ingirió experimentalmente huevos de A. lumbricoides, y posteriormente encontró huevos del mismo parásito en sus heces.
Grassi se interesó particularmente en la migración de las anguilas.
Su contribución más importante fue sin dudas su demostración de que el mosquito transporta, vía su sistema digestivo, el Plasmodium responsable del paludismo.
Recibe la medalla Darwin en 1896, otorgada por la Royal Society.