Grolsheim, im alten Wormsgau gelegen, wird zuerst in der Zeit Karls des Großen in Schenkungsurkunden an das Kloster Lorsch erwähnt. Es hieß früher Grandfesheim (772), Graulfesheim (782), Graolfesheim (801), Grauwesheim (1311), Grawolfesheim, Gwolfesheim und seit dem 16. Jahrhundert Grolsheim.
Das Dorf scheint schon früh an die Pfalzgrafschaft gefallen zu sein, doch wurde es im Jahr 1311 durch Pfalzgraf Rudolf und dessen Ehefrau Mechthildis zusammen mit der Burg Stromberg und einigen anderen Dörfern, darunter Appenheim, Engelstadt und Horrweiler, für 2.000 Pfund Heller an den Grafen Simon von Sponheim verpfändet. Nach dem Tod Pfalzgraf Rudolfs lösten Mechthildis und ihr Sohn Adolf nach 1320 das Pfand wieder ein. Seit dieser Zeit blieb Grolsheim bei der Kurpfalz und wurde dem Oberamt Stromberg zugeteilt. Dieser Zustand wurde erst Ende des 18. Jahrhunderts beendet, als der Einmarsch der französischen Revolutionstruppen und die sich anschließenden politischen Umwälzungen dem pfalzgräflichen Kurstaat das Ende brachten.