Carl Martin Grøndahl begynte som driftig og fremtidsrettet boktrykker, og utvidet snart virksomheten med bokhandel og forlag. Han var en sterk administrator og organisator, og få av bokbransjens folk har vært så samfunnsengasjert og hatt så mange viktige tillitsverv.
Da Carl Grøndahl ble født, var faren faktor og bestefaren sjef i en av landets ledende trykkeribedrifter. Etter å ha gjennomgått Christiania Borgerskole 1861 og Den kongelige Tegneskole gikk også Carl inn i firmaet, som lærling. Tre år senere reiste han til utlandet for videre utdanning. Først arbeidet han i København, i Bianco Lunds trykkeri, og 1865 drog han til Leipzig, der han arbeidet som trykker. 1873 var han igjen i København, hos den senere universitetsbokhandler G. E. C. Gad, for å lære forlagsvirksomhet og bokhandel, og senere igjen i Leipzig for å lære stereotypi.
1874 ble Grøndahl medeier i familiefirmaet, som da fikk navnet Grøndahl & Søn. Han tok borgerskap som boktrykker 1882. Fra 1890 var han eneinnehaver av firmaet, men to av hans nevøer, Anders Grøndahl og Kristian Tandberg, ble tatt opp som medeiere 1903. Carl Grøndahl trakk seg ut av den daglige ledelse 1911. Han utvidet og drev senere slektsgården Bakkehaugen i Vestre Aker. 1919 gikk han helt ut av firmaet.
Trykkeriet holdt til i Tollbodgt. 27 fra 1818 til 1935. Bygningen vokste fra en til fire etasjer omkring 1870, og ble et tiår senere ytterligere påbygd. 1876 ble virksomheten utvidet til også å omfatte sortimentsbokhandel. 1885 hadde trykkeriet et personale på 25, blant dem 10 settere. Carl Grøndahl fortsatte forlagsvirksomheten, som var startet med hans bestefar, og hadde lenge 6–10 utgivelser årlig, og dessuten kommisjonsartikler. Tradisjonelt lå hovedvekten på religiøs og pedagogisk litteratur, men Grøndahls omfattende interesser satte preg på utgivelsene. Den politiske utviklingen skapte behov for juridisk og militær litteratur. Produksjon av kart var dessuten en grafisk utfordring. Bøker for landbruket, som spilte en stor rolle i firmaets tidligere år, fikk igjen økt betydning.
Grøndahl var levende opptatt av utviklingen innen bransjen. 1877 ble bedriften den første i Norge som la om sitt satsmateriale fra det eldre tyske til det franske systemet, med typografisk punkt som enhet. Det var introdusert av F. A. Didot to år tidligere.
Carl Grøndahl var aktiv i flere organisasjoner. Han var med på å stifte Den norske Boktrykkerforening 1884, og var formann fra starten til 1900. Han var formann i Den norske Bokhandlerforening 1891–1903 og var en av stifterne av Den norske Forleggerforening da den ble dannet som en undergruppe 1895. Han deltok i arbeidet som førte til stiftelsen av Norsk Arbeidsgiverforening 1900 og var viseformann der 1904–10. Han var bl.a. medlem av direksjonen i Kristiania Sparebank 1897–1907 og formann i Kristiania Haandverks- og Industriforening 1899–1902. Han var i en årrekke medlem av bystyre og formannskap (Høyre). Han var æresmedlem i Boktrykkerforeningen og Håndverks- og Industriforeningen, og dessuten i The British and Foreign Bible Society.
Grøndahl var en sterk leder og en dyktig administrator. Han kunne virke skarp og streng, men mange satte pris på hans effektivitet og ryddighet. 1889 startet norske typografer en streik som varte i 16 uker. Grøndahl ledet forhandlingene med de streikende, og fikk stor ros fra sine fagfeller. Noen år senere, i 1898, fikk typografene etter en ny konflikt den første landsomfattende tariffavtale i landet.
Grøndahl var ridder av St. Olavs Orden (1899).