W 1923 roku założył czasopismo „Przegląd Radiotechniczny”, którego kierownikiem był przez cały okres międzywojenny. Prowadził również wykłady z radiotechniki w szkołach wojskowych. Po otrzymaniu stopnia doktora nauk technicznych w 1928 roku, objął Katedrę Radiotechniki na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskiej. W 1929 roku został mianowany profesorem nadzwyczajnym, a następnie w 1935 profesorem zwyczajnym. W wieku 37 lat został dziekanem Wydziału Elektrycznego PW.

W czasie wojny przeniósł się do Lwowa, gdzie pracował w Instytucie Politechnicznym. Po powrocie do Warszawy, został wykładowcą Państwowej Wyższej Szkoły Technicznej. Zaangażował się w działania konspiracyjne. Jako żołnierz AK skonstruował radiostację oraz rozszyfrował układ sterowania niemieckich pocisków rakietowych U-2. Po wojnie, w 1945 roku, objął ponownie wykłady z radiotechniki, lamp elektronowych oraz techniki wysokiej próżni na Wydziale Elektrycznym PW, a następnie na Wydziale Łączności Politechniki Warszawskiej, które prowadził do przejścia na emeryturę.

Dorobek naukowy profesora Janusza Groszkowskiego to aż 361 publikacji oraz 16 wynalazków. W zakresie jego zainteresowań badawczych znalazły m.in. metody pomiaru częstotliwości, lampy elektronowe (opracował pierwszy na świecie magneteron metalowy z katodą tlenową), układy o nieliniowej charakterystyce oraz ich stabilizacja. W latach 1932–1933 zajmował się teorią generacji i stabilizacji drgań. W 1932 roku opublikował pracę „The interdependence of the frequency variation and harmonic constent and constant frequency oscillators”, która przyniosła mu światową sławę. Przedstawił w niej oryginalną metodę analizy elektrycznych drgań nieliniowych. Metodę oparł na zależnościach energetycznych, a mianowicie na bilansie mocy biernej składowych harmonicznych układu generacyjnego, co pozwoliło na łatwe wyznaczenie zmian częstotliwości drgań spowodowanych przez harmoniczne napięcia lub prądu w postaci znanego na całym świecie równania Groszkowskiego.

Wielkim uznaniem cieszyły się też jego publikacje poświęcone badaniom głowic jonizacyjnych do pomiaru niskich ciśnień gazu. Ważną pracą z tej dziedziny była „Jauge manometrique a collecteur extérieur pour pression trés bases” z 1966 roku. Analizy z tych badań stały się impulsem wielu prac prowadzonych do dziś w czołowych laboratoriach Kanady, USA i Japonii.

Dla wielu był przede wszystkim nauczycielem i wychowawcą inżynierów i kadr naukowych. Odznaczał się talentem dydaktycznym. Jako opiekun naukowy kierował ponad 30 pracami doktorskimi. Zaangażowany był w organizację i rozwój życia naukowego w kraju. Za jedne z ważniejszych osiągnięć profesora uznaje się utworzenie Instytutu Radiotechniki w 1928 r. oraz Państwowego Instytutu Telekomunikacji w 1934 r., z których to instytutów rozwinęła się sieć obejmująca ośrodki badawcze, instytuty oraz biura projektowe. Był m.in. członkiem Akademii Nauk Technicznych (od 1936) oraz Towarzystwa Naukowego Warszawskiego (od 1949), wiceprezesem (1956–1962), a w latach 1963–1972 prezesem PAN. Poza działalnością naukową i dydaktyczną zaangażował się również w życie społeczne i polityczne. W latach dwudziestych był współzałożycielem Warszawskiego Radioklubu. Był prezesem Polskiego Związku Krótkofalarskiego oraz pierwszym prezesem Stowarzyszenia Elektryków Polskich, członkiem honorowym wielu zagranicznych stowarzyszeń naukowych. W latach 1972–1976 był bezpartyjnym posłem na sejm PRL VI kadencji oraz zastępcą przewodniczącego Rady Państwa. Bezskuteczność interwencji, które podejmował, oraz sposób funkcjonowania, władzy, sądów i prokuratury sprawiły, że w 1976 roku zrzekł się mandatu posła na sejm i funkcji zastępcy przewodniczącego Rady Państwa. W 1980 roku był doradcą NSZZ Solidarność.

Zmarł 3 sierpnia 1984 roku w Warszawie. Pośmiertnie został patronem 8 szkół średnich. Jego imię nosi Wojskowy Instytut Łączności oraz Gmach Wydziału Elektroniki i Technik Informacyjnych PW.