En lisière nord du massif forestier de Rambouillet, Grosrouvre se situe dans le centre des Yvelines, en région Île-de-France, à une trentaine de kilomètres à l'ouest de Versailles et à une vingtaine de kilomètres au nord de Rambouillet. Placée au sud-ouest de la plaine de Montfort-l'Amaury, la commune se trouve à quatre kilomètres à l'ouest de cette ville et appartient à l'aire d'attraction de Paris. La route départementale 172 la relie à Montfort-l'Amaury et à Houdan, et la route nationale 12 traverse son territoire au nord-ouest ; les gares les plus proches sont celles de Garancières - La Queue et de Montfort-l'Amaury - Méré. L'église Saint-Martin, construction massive de style roman du XIIe siècle remaniée au XVIIe siècle, est classée monument historique depuis 1995. Le château de la Mormaire date du XVIIe siècle, et des bornes délimitent encore le domaine de chasse royal et la seigneurie de la Mormaire. Après la Première Guerre mondiale, un monument aux morts sculpté par Auguste Cornu est érigé sur les plans de l'architecte Emmanuel Pontremoli. Pour signaler un lampadaire défaillant, un dépôt sauvage, un espace vert à entretenir ou une chaussée abîmée, les habitants transmettent leur demande à la mairie de Grosrouvre via Signaleo.

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