ใน พ.ศ. 2529 เขาได้ค้นพบชั้นแม่เหล็กอย่างแรง (ferromagnetic layers) ที่มีการเข้าคู่แลกเปลี่ยน (exchange coupling) ของสภาพต่อต้านเชิงขนาน (antiparallel) และใน พ.ศ. 2531 เขาได้ค้นพบปรากฏการณ์ความต้านทานแม่เหล็กขนาดยักษ์ (giant magnetoresistive effect ชื่อย่อ GMR) ในชั้นแม่เหล็กหลายชั้นที่เข้าคู่กันในลักษณะนั้น [2] ปรากฏการณ์นี้ได้ถูกค้นพบขึ้นในช่วงเวลาเดียวกัน อย่างเป็นอิสระต่อกัน โดยอาลแบร์ แฟร์ จากมหาวิทยาลัยปารีส-ซูด (Université de Paris Sud) งานของกรืนแบร์คทำให้เขาได้รับรางวัลร่วมหลายรางวัล ได้แก่ รางวัลระหว่างประเทศสำหรับวัสดุใหม่ของสมาคมฟิสิกส์อเมริกัน, รางวัลสภาพแม่เหล็กจากสหภาพฟิสิกส์บริสุทธิ์และฟิสิกส์ประยุกต์ระหว่างประเทศ, รางวัลฮิวเล็ตต์-เพคคาร์ด ยูโรฟิสิกส์, รางวัลวุล์ฟ สาขาฟิสิกส์ พ.ศ. 2549/2550 และรางวัลญี่ปุ่น พ.ศ. 2550 ก่อนจะได้รับรางวัลโนเบล สาขาฟิสิกส์ในปีเดียวกัน นอกจากนี้เขายังได้รับรางวัลอันทรงเกียรติของเยอรมนี คือ รางวัลอนาคตเยอรมัน พ.ศ. 2541 สำหรับเทคโนโลยีและนวัตกรรมอีกด้วย