W trzeciej rundzie French Open została pokonana przez Francescę Schiavone.
W lipcu 2005 w drugiej rundzie w Stanford ograła liderkę światowych klasyfikacji, Lindsay Davenport, następnie Nathalie Dechy, ale w półfinale lepsza okazała się Kim Clijsters. Drugi w karierze finał osiągnęła w Pekinie, przegrywając walkę o puchar z Mariją Kirilenko. Tydzień później w Luksemburgu ponownie została finalistką, tym razem ulegając Clijsters. Do swojej kolekcji dorzuciła zwycięstwa nad Martą Domachowską, Dinarą Safiną i Nadieżdą Pietrową.
W lutym 2006 Grönefeld wygrała swój pierwszy singlowy tytuł WTA. Wywalczyła go w Acapulco, triumfując w finale nad najwyżej rozstawioną Flavią Pennettą i dostała się do grona dwudziestu najlepszych tenisistek świata. W Indian Wells przedostała się do ćwierćfinału, gdzie została odprawiona przez Mariję Szarapową. Wiosną zagrała też w półfinale w Charleston, gdzie pokonała Swietłanę Kuzniecową i Anabel Medinę Garrigues. Swój najlepszy indywidualny rezultat wielkoszlemowy odnotowała podczas French Open. Po kolejnych zwycięstwach nad Camille Pin, Jameą Jackson, Mariją Kirilenko i Giselą Dulko, musiała w ćwierćfinale uznać wyższość późniejszej mistrzyni, Justine Henin-Hardenne.