Formé au FC Nantes, Willy Grondin aura longtemps évolué dans l'ombre de Mickael Landreau. Cependant, il arrive à jouer quelques matchs sous les couleurs nantaises. Son principal fait d'arme étant sa participation au match de Ligue des Champions contre le Bayern Munich lors de la saison 2001/2002. En manque de temps de jeu, il rejoint le Mans en prêt lors de la saison 2004/2005 où il disputera près de 15 matchs.
Laissé libre par Nantes, il rejoint Valenciennes où exerce un certain Antoine Kombouaré et participera à la remontée en Ligue 1 mais jouera principalement le rôle de doublure pendant son expérience dans le Nord. En fin de contrat, il rejoint cette semaine le PSG où il sera gardien n°3. Il évoluera donc principalement en CFA et partagera son expérience avec les jeunes gardiens du club.
"J'étais en fin de contrat à Valenciennes et j'ai été contacté par le coach Antoine Kombouaré qui m'a demandé si je voulais être troisième gardien à Paris. J'ai évidemment accepté et aujourd'hui je suis content d'être là. Je suis également très heureux de pouvoir travailler avec un gardien aussi sympa que Greg' (Grégory Coupet)" a déclaré le nouveau gardien n°3 du PSG sur le site officiel.