Abitata fin dalla preistoria, come attestato dai resti di un antico insediamento, e posizionata lungo una storica via di comunicazione tra Avellino e Benevento, Grottolella appare per la prima volta nei documenti nel 1083. Viene inoltre menzionata nelle cronache del secolo seguente, quando Ruggero II d'Altavilla, in guerra contro Rainulfo, devastò le aree circostanti. Nel corso dei secoli, Grottolella è entrata a far parte dei domini di varie casate nobiliari, tra cui i Montefusco e i Sanseverino. Con la fine del sistema feudale nel 1811, fu temporaneamente aggregata ad Altavilla Irpina.