Au cours de ses études de chimie à l’École normale supérieure, Benoît Grosjean a eu l’occasion d’effectuer plusieurs stages de recherche en laboratoire sur la synthèse de différents matériaux : polymères vitrimères (laboratoire Matière Molle et Chimie, ESPCI ParisTech),  nanotubes de carbone et buckypaper (Grobert Group, University of Oxford) et monocristaux lasers (laboratoire Matériaux pour l’Optique et l’OptoÉlectronique, Chimie ParisTech). Il a ensuite effectué un doctorat en chimie de simulation, soutenu en 2019 à l’École normale supérieure (pôle de physico-chimie théorique du département de chimie), sur la « réactivité des nanomatériaux à base de nitrure de bore et de carbone avec l’eau ».  Au cours de sa thèse il a pu enseigner la chimie via des travaux pratiques auprès d'étudiants de Sorbonne Université, du niveau L1 au niveau M1. Il a ensuite développé pendant quelques mois des applications de nouveaux concepts nanofluidiques au sein de l’équipe MicroMegas au département de physique de l’ENS.