Le notizie sull'origine storica del nucleo antico sono confuse e basate su informazioni indirette. Basti pensare che la cartografia più antica disponibile è stata resa pubblica solo nel 1943 in una biografia sul Santo grottagliese Francesco De Geronimo, senza peraltro citare la fonte del disegno che raffigura una pianta di Grottaglie nel XVII secolo, rivelatasi comunque piuttosto attendibile sulla base dei raffronti storici.

Quello che è certo è che a partire dal X secolo si datano i primi insediamenti nella zona che corrisponde all'attuale nucleo storico. Tale datazione conferma che il periodo di formazione del primo embrione del "Casale Cryptalearum" coincide con l'epoca della dominazione araba in Puglia (Bari era addirittura sede di un emirato). L'influenza islamica, che ha condizionato la strutturazione di molti centri nella regione, ha certamente agito sullo sviluppo del centro storico di Grottaglie, che si presenta come uno degli esempi più unitari tra quelli pugliesi.

L'aspetto che oggi a noi appare del tessuto urbano antico può solo darci un'idea approssimativa di quella che era la città storica. Se si considera che, in base ad alcuni dati, nel 1648 a Grottaglie trovava alloggio una popolazione tra le 5000 e le 6000 unità, e che nel 1881 (periodo in cui comincia la prima espansione "extra moenia") la città antica ospitava 9579 abitanti, si deduce che lo spazio costruito doveva essere in misura inferiore dell'attuale, con un tessuto molto più rado che prevedeva molti spazi interni liberi e coltivati ad orto.

Le prime trasformazioni (ved. carta omonima) si hanno già a partire dal '700 con rifacimenti ed ampliamenti dei corpi di facciata di alcuni palazzi nobiliari che danno spesso luogo a modifiche nel tracciato viario.
Il nuovo "borgo" al di fuori delle mura (ved. mappa catastale del 1881) si attesta a Nord-Est, sul proseguimento dei tracciati stradali del vecchio nucleo. L'impianto assume un disegno tipicamente ottocentesco a scacchiera.

La crescita demografica si mantiene pressoché immutata fino agli anni '30, con un incremento di circa 800 abitanti ogni decennio, il che giustifica la limitata espansione edilizia che interessa soltanto un piccolo settore sul versante nord-orientale della cittadina jonica.

Parallelamente alla crescita dei nuovi quartieri si assiste progressivamente allo svuotamento del centro storico, che si vede privato del suo ruolo centrale rispetto all'assetto funzionale della cittadina.
La rete di comunicazione urbana assume il suo aspetto definitivo già a partire dal secondo dopoguerra, periodo in cui sono ormai tracciati gli assi viari lungo i quali si espanderà il nuovo tessuto edilizio.

La crescita edilizia procede di pari passo ad un costante sviluppo demografico. Solo prima dell'ultima Guerra Mondiale si registra un lieve aumento del tasso di crescita, destinato poi a subire una impennata a partire dagli anni '60, anni che segnano l'inizio di una vera e propria esplosione urbana.