В 1840 году был назначен чиновником особых поручений при графе Ребиндерге и переехал в Финляндию. Занимался инспекцией финских школ по преподаванию русского языка. В это время опубликовал статью «О финнах и их народной поэзии» в журнале «Современник» (1840)[4].
В 1841 году получил назначение профессором русской словесности и истории при Императорском Александровском (Гельсингфорсском) университете; лекции читал на шведском языке. По поручению университетского Совета организовал отдельную русскую библиотеку.
В 1847 году предпринял путешествие по Финляндии, опубликовав по его окончании книгу «Переезды по Финляндии. Путевые записки» (Санкт-Петербург, 1847), проиллюстрированную шестью литографированными изображениями, выполненными русским художником-гравёром Лаврентием Серяковым. Впервые упомянул в этой книге о загадочном узнике тюрьмы в крепости Кексгольм.
В декабре 1852 года был избран в члены-корреспонденты Императорской Академии наук и в начале следующего года переехал в Петербург. Занял должность профессора словесности в Царскосельском лицее и, одновременно, был назначен преподавателем словесности немецкого языка, истории и географии к Великим князьям Николаю и Александру Александровичам. В декабре 1865 года был избран в члены-корреспонденты Русского археологического общества. В 1869 году был признан СоветомСанкт-Петербургского университета доктором русской словесности honoris causa[5]
В 1858 году был утверждён академиком Императорской академии наук, а в октябре 1889 года — вице-президентом академии.
Скончался 24 мая (5 июня) 1893 года. Похоронен в Санкт-Петербурге на Новодевичьем кладбище[6]. На докладе о кончине Я. К. Грота Александр III написал: «Меня эта смерть весьма огорчила. Я знал Якова Карловича более 25 лет и привык любить и уважать эту достойную личность»[3]:48.
Автор ряда трудов по истории русской словесности: «Филологические разыскания»; образцовое для своего времени научно-критическое с обширным комментарием издание сочинений Державина в 9 томах (1864—1883); издание сочинений Хемницера (1873); книга «Жизнь Державина»; исследование «Екатерина II» и другие. Изучал историю шведской и финской литературы, скандинавский фольклор и морфологию.
Известен своими работами в области русской орфографии. В работах «Спорные вопросы русского правописания от Петра Великого доныне (1873)» и «Русское правописание» (справочник, выдержавший 22 издания в 1885—1916), сформулировал основные принципы правописания — фонетический и историко-этимологический — а также предложил нормы русской (дореформенной) орфографии, по которым его пособие было наиболее авторитетным вплоть до реформы 1918 года, хотя не все его орфографические предложения в этот период соблюдались реально (например, написание вядчина вм. ветчина, діэта вм. діета). Работы Грота считаются первым теоретически обоснованным сводом правил русской орфографии. В них содержатся замечания о морфологической роли русского ударения.
Был также выдающимся лексикографом, начал издавать «Словарь русского языка» нормативного типа (вышло начало, буквы А-Д, 1891), занимался словарём и стилем отдельных писателей («Словарь к стихотворениям Державина», 1883), основал картотеку словарного сектора Института русского языка РАН.
Женился 24 февраля 1850 года на писательнице Наталье Петровне Семёновой (1828—1899)[3]:18, уроженке Рязанской губернии, дочери героя войны 1812 года писателя-драматурга Петра Николаевича Семёнова (1791—1832) и сестре известных деятелей и писателей Николая Петровича Семёнова и Петра Петровича Семёнова-Тян-Шанского. У них родились четыре сына и три дочери: Николай (1852—1899), Константин (1853—1934), Александр (1856—1857), Мария (1858—1872), Наталия (1860—1918), Елизавета (1863—1932)[7] и Яков (1869—1874).
↑С 24 февраля 1888 года замужем за помощником пробирера Московской пробирной палатки, горным инженером Рудольфом Густавовичем Вюрстом (1861—1898). Метрическая книга… церкви Вмц. Екатерины при Императорской Академии художеств на 1888 год (ЦГИА СПб. Ф. 19.— Оп. 125.— Д. 1047.— Л. 193).
Грот Яков Карлович / Э. Г. Карху // Карелия : энциклопедия. В 3 т. — Т. 1. А-Й. — Петрозаводск, 2007. — С. 281.
Грот Я. К. // Биографический словарь. Естествознание и техника в Карелии / С. В. Григорьев; Государственная публичная библиотека КАССР, Карельский филиал Академии наук СССР. — Петрозаводск: Карелия, 1973. — С. 92.