Detlef Grooß studierte zunächst Physik als Stipendiat der Studienstiftung des deutschen Volkes, dann Musik bei Prof. Johannes Lüthy, Prof. Kim Kashkashian und Prof. Barbara Westphal. Darüber hinaus erhielt er Unterricht in historischer Aufführungspraxis bei Prof. Robert Hill und Prof. Reinhard Goebel. Meisterkurse bei Prof. Thomas Riebl und Kammermusikunterricht u.a. bei dem La-Saile-Quartet, dem Amadeus-Quartett und dem Alban Berg Quartett rundeten seine Ausbildung ab.
Nach Aushilfstätigkeiten beim Radiosymphonieorchester Basel und bei der Deutschen Kammerphilharmonie Bremen ist Detlef Grooß seit 1995 Mitglied des Nationaltheater-Orchesters Mannheim. Zudem unterrichtet er an der Hochschule für Musik Mainz und der Musikschule Mannheim.

Einen starken Einfluss auf seine Arbeit hatte Dietmar Mantel, der ihn in vielen Jahren enger Zusammenarbeit und Freundschaft mit seiner eigenen Didaktik und den Erkenntnissen des Dr. Dr. D. C. Dounis vertraut machte. Ein wichtiger Schwerpunkt ist für Detlef Grooß die Arbeit mit jugendlichen Musikern, um ihnen eine tragfähige musikalische und instrumentale Grundlage für ein späteres Leben als Profimusiker zu vermitteln. Die meisten seiner ehemaligen Schüler studieren inzwischen in hervorragenden Hochschulklassen z.B. bei Prof. Barbara Westphal, Prof. Christoph Poppen und Prof. Johannes Lüthy.