Grosbois est, avec une capacité de 8,6 millions de mètres cubes, le plus important de tous les réservoirs du canal jusqu'en 1875, date à laquelle il est agrandi.
Cette retenue est établie sur la haute vallée de la Brenne, à près de 400 m d'altitude. Une rigole de 14 km apporte l'eau dans le bassin de Pouilly, à 378 m d'altitude, ce qui donne une pente de 0,16 %. Cette rigole franchit le relief très marqué qui sépare le versant de la Brenne de celui de l'Armançon, par un souterrain de 3,6 km de long qui débouche à Soussey, où, au passage, elle capte l'eau de la Brionne avant de faire de même avec deux autres ruisseaux plus loin.
En 1900, Grosbois reçoit un "contre-réservoir" juste à l'aval de sa digue, destiné à contrebalancer la poussée exercée sur celle-ci par la retenue (préciser car manque de clarté. Merci). Ce second plan d'eau contient 0,9 million de mètres cubes, et est exploité comme lieu de loisirs nautiques, en plus de son rôle régulateur de la Brenne.