Située à la lisière de la forêt du Grobois, au pied du Mont Bon, la commune était autrefois traversée par une voie romaine. Au Moyen Âge, une maladrerie dépendant de l'hôpital St Jacques de Besançon a été construite tandis qu'avant l'avènement du chemin de fer, le village fut toujours une étape sur la route de la Suisse.
L'actuelle maison commune fut pendant longtemps un relais poste où Jean Jacques Rousseau fit une halte et y rencontra le philosophe Bergier.
Le village compte 5 agriculteurs, de nombreux artisans (maçons, menuisiers, coutelier) et commerçants. Bénéficiant d'une situation géographique privilégiée, L'Hôpital-du-Grosbois est bien desservi par le train : les étudiants et salariés peuvent se rendre facilement à Besançon et les touristes gagnent rapidement la Suisse et le village de Morteau.
