I.Grosvalds apguva neorganisko, organisko, fizikālo ķīmiju, analītisko, vispārīgās ķīmijas un silikātu tehnoloģiju ievērojamu ķīmiķu vadībā. Jau studiju laikā sāka strādāt par laborantu Latvijas Zinātņu akadēmijas Ķīmijas institūta Silikātu tehnoloģijas laboratorijā, kurā strādā tādi ievērojami ķīmiķi kā Kārlis Karlsons, Alberts Vaivads, Jūlijs Eiduks. Pētniecisko darbu veic A.Vaivada vadībā.

I.Grosvaldu 1951.gadā uzaicina darbā Slokas cementa fabrikā par tehnisko vadītāju, kur vispirms noorganizēja produkcijas pārbaudi un izveidoja jaunu ražošanas tehnoloģiju. To izdevās izdarīt, pateicoties Latvijas ZA Ķīmijas institūta un Celtniecības institūta atbalstam. Rezultātā izdevās paaugstināt cementa stiprību par 50–80%. Nākošajā gadā viņš uzsāk studijas Ļeņingradas Industriālā neklātienes institūta Rīgas filiālē (1952–1957), vakaros pasniedz ķīmiju Slokas strādnieku jaunatnes vidusskolā. Zinātnieku grupu, kuru starpā bija Ilgars Grosvalds 1953. gadā izvirzīja J. Staļina prēmijai. Sakarā ar Staļina nāvi tajā gadā Valsts prēmiju vispār nepiešķir, bet nākošajā gadā pētniekus par kvalitatīva cementa izveidošanu un ražošanu pētniekus apbalvo Latvijas PSR Ministru Padome. Pēc diplomdarba aizstāvēšanas 1957. gadā atestācijas komisija viņam piešķir ķīmiķa tehnologa kvalifikāciju javu saistvielu specialitātē. Viņa vadībā izstrādātā un ražošanā ieviestā tehnoloģija tika atzīta par izgudrojumu. No I.Grosvalda diplomdarba, kuru izstrādāja J.Eiduka vadībā, izauga pirmās divas zinātniskās publikācijas Dolomītromāncementa attīstība Latvijas PSR teritorijā un Iespējas uzlabot Slokas dolomītromāncementa īpašības.

Sešdesmitajos gados Grosvaldam piedāvā veikt javu pētījumus Latvijas Zinātņu akadēmijas Ķīmijas institūtā. Jaunās atziņas un zināšanas apkopoja monogrāfijās No piramīdām līdz dzelzsbetonam (1964), Latvijas dzīļu bagātības (1970). Pēc pieciem gadiem aizstāvēja tehnisko zinātņu kandidāta disertāciju Javu saistvielu ražošanas un pielietošanas attīstība Latvijas PSR teritorijā, par kuru 1993.gadā piešķir Latvijas Republikas inženierzinātņu doktora grādu. Rīgas politehniskā institūta Silikātu tehnoloģijas katedrā strādā par vecāko inženieri, vecāko zinātnisko līdzstrādnieku un pētnieku. Paralēli zinātniskajam un mācību darbam RPI un Valsts tehnikumā darbojas Latvijas Dabaszinātnieku apvienībā. Viņš kļūst par vadošo speciālistu javu saistvielu ražošanā un pielietošanā Latvijā. Nodarbojoties ar javu pētījumiem, viņa interesi piesaista senās javas, kas cieši savijas ar Latvijas arhitektūras pieminekļu atjaunošanu. Viņu interesē Brāļu kapu, Brīvības pieminekļa un Doma baznīcas atjaunošana. I.Grosvalda ieguldījumu Kultūras ministrija novērtēja, piešķirot Restaurācijas vecmeistara sertifikātu.

Līdztekus pamatdarbam I.Grosvalds pievēršas Latvijas un trimdas tehnisko zinātņu vēstures pētījumiem. Pamatīgi izpētījis Rīgas Politehnikuma un Rīgas Politehniskā institūta dibināšanas vēsturi, mācībspēku dzīves gaitas. Sekmīgi sadarbojoties ar Britu Kolumbijas Universitātes Vankuverā Kanādā emeritēto profesoru Jāni Lielmežu tapuši raksti par Alfrēdu Tauriņu, Pēteri Krūmiņu, Jāni Akermani, Kārli Švanku un Oļģertu Ripu.

Labi izpētījis tehniskās izglītības attīstību Latvijas Universitātē. Par trimdas latviešu zinātniekiem – LU mācībspēkiem, audzēkņiem un pētniekiem, kas ieguvuši izglītību ārzemēs un likuši tālu aizskanēt Latvijas un latviešu vārdam, liecina darbi: Latvijas Universitātes ķīmiķu ceļi un likteņi pasaulē, Latviešu farmaceiti trimdā un Latvijas Universitātes dabaszinātnieku devums trimdā. Sarīkotas daudzas izstādes Latvijas ķīmijas vēstures muzejā. Kopā ar kolēģiem organizēti Rīgas Tehniskās universitātes Ķīmijas fakultātē piemiņas lasījumi un kolokviji. Ar Kanādas latviešu inženieru apvienības atbalstu izveidota ekspozīcija Latviešu ķīmiķi un tehniskā inteliģence pasaulē.

Tehnisko zinātņu doktors Ilgars Grosvalds savos 85 gados ir autors vairāk kā 600 zinātniskiem un populārzinātniskiem darbiem un vēl joprojām veic aktīvu pētniecisko darbu ķīmijas zinātņu vēstures jomā. Iesaista pētījumos arī jauniešus. Katru gadu iznāk kāds no aktīvā zinātnieka pētījumiem monogrāfijas veidā: Ķīmija Rīgas Politehnikumā un Rīgas Politehniskajā institūtā (2001), Ķīmija Latvijas Universitātē (2005), Augstākās tehniskās izglītības vēsture Latvijā 1. (2002), 2. (2004), 3. daļa (2007) un 4.daļa (2011), Mūziķe Viktorija Bilzena (2008), Ķīmiskās ražošanas attīstība Latvijā (2008) un citi.

Latvijas Zinātņu vēstures asociācija 1994.gadā uzticēja I.Grosvaldam sekretāra pienākumus un viņš kļuva par pirmo tās Goda biedru (1997). Apbalvots ar  P. Valdena prēmiju un medaļu (1994) par pētījumu ciklu Zinātnes un tehnoloģijas attīstība Latvijā un trimdā. 2006. gadā par lielo ieguldījumu zinātnē Latvijas valsts piešķīra emeritētā zinātnieka titulu. Aktīvi darbojās žurnālu Akadēmiskā Dzīve (1994–2000), Tehnikas Apskats (1994–2006) redkolēģijās.

Joprojām ir RTU zinātnisko rakstu Zinātņu un augstskolu vēsture (no 2001) redakcijas kolēģijas loceklis un aktīvs Latvijas Ķīmijas vēstures muzeja pētnieks.