Iniciou sua carreira no cinema como assistente de direção nos anos 1990, em pequenas produções mexicanas, como El amor de tu vida S.A. (1996) e Bésame en la boca (1995). Em 1997, ainda na mesma função, trabalhou na série Conan , coprodução entre México, Estados Unidos e Alemanha, e estreava em um longa americano: Heróis Armados (1997).

Mais tarde, já tendo trabalhado como assistente de direção em diversos filmes conhecidos do grande público, como A Lenda do Zorro (2005), Traffic (2000) e Chamas da Vingança (2004), sucesso de Tony Scott estrelado por Denzel Washington, Grunberg esteve em contato com vários outros nomes famosos do "planeta" Hollywood. Foi assim com Efeito Colateral (2002), estrelado por Arnold Schwarzenegger, Soldado Anônimo (2005), do diretor Sam Mendes, Amores Brutos (2000), sucesso de Alejandro González Inárritu, com Gael García Bernal, e ainda Frida (2002), longa produzido e estrelado por Salma Hayek.

Em 2010, retornou aos cinemas como assistente na sequência Wall Street - O Dinheiro Nunca Dorme e no suspense criminal O Fim da Escuridão, no qual repete a experiência de trabalhar com o astro Mel Gibson, iniciada em Apocalypto (2006). Este contato entre os dois parece ter dado certo, pois a dupla concluiu em 2011 o drama de ação Plano de Fuga, filme produzido por Gibson e, principalmente, marcando a estreia de Grunberg como diretor e roteirista.