Sein Forschungsinteresse galt vor allem der Muskel- und Gelenkmechanik, so schrieb er u. a. ein „Handbuch der Gelenk-Muskelmechanik“ (1904) sowie der Genetik. – Grawitz beschäftigte sich als Assistent von Rudolf Virchow besonders mit den Methoden der Bakteriologie und habilitierte sich 1884 für Pathologie und pathologische Anatomie. 1886 übernahm er eine außerordentliche, im Jahr darauf die ordentliche Professur in Greifswald. Er arbeitete u. a. über Schimmelpilze, über die Entstehung der angeborenen Hüftgelenkluxation, Neugeborenengelbsucht, Lungeninfarkt sowie über Entzündungen. Nach seiner Studie über „Die Entstehung von Nierentumoren aus Nebennierengewebe“ (1884) werden die Hypernephrome allgemein als „Grawitzsche Tumore“ bezeichnet..