Poco tiempo después se trasladó a Madrid e inició su trayectoria profesional con algunas obras de estilo ecléctico, como el Palacio de la Equitativa de la calle de Alcalá, 14 (1882-1891); el edificio de viviendas de la plaza de la Independencia esquina a la calle Serrano (1889-1892), y el edificio del «New Club» en la calle de Cedaceros (1899-1901). Incluso se sensibilizó con la corriente regeneracionista que buscaba en los estilos históricos la creación de una arquitectura española, con el empleo de elementos tardobarrocos en la construcción del Teatro Lírico de la calle del Marqués de la Ensenada (1901-1902), que luego de un pavoroso incendio fue acondicionado para el Liceo Francés, siendo actualmente sede del Consejo General del Poder Judicial.
Ganador de diversos galardones en las exposiciones nacionales de 1881 y 1887, también se preocupó por los problemas urbanísticos de la ciudad, como se demuestra en su «Proyecto de Gran Vía Norte-Sur» (1901) con el que pretendía dar fluidez a la circulación y conectar adecuadamente los extrarradios. Su idea sería retomada por Núñez Granés en su «Proyecto para la prolongación del Paseo de la Castellana» (1916-1917), y por Secundino Zuazo y Hermann Jansen en su «Anteproyecto del trazado viario y urbanización de Madrid» (1930).
El recurso a los elementos barrocos, junto al rococó, volverán a estar presentes en su obra más singular, el Palacio Longoria de la calle de Fernando VI (1902-1903), uno de los pocos edificios que se hicieron en Madrid con extraordinarias trazas modernistas. De hecho, este palacio, la Casa de Pérez Villaamil de Eduardo Reynals y unos pocos ejemplos más constituyen todo el modernismo practicado en Madrid a comienzos del siglo XX. Un modernismo madrileño que según los expertos estaba agotado y carecía de investigación y clientela.
Otra de las facetas de Grases Riera fue la proyección de mausoleos y grandes monumentos como el dedicado a Cánovas del Castillo en la plaza de la Marina Española (1901), el monumento a Alfonso XII en el parque del Retiro (1902-1922), concluido después de su muerte, o el mausoleo de la familia De Cuadrado y Arcos en la Sacramental de San Isidro (1890) y la sepultura de Federico Chueca en la Sacramental de San Justo (1908).