Vuonna 1929 Groves lähti 1. insinöörirykmentin komppanian johdolla Nikaragwaan osana tutkimusretkeä, jonka tarkoituksena oli tutkia Inter-Oceanic Nicaragua Canal -kanavaa. Vuoden 1931 Nicaraguan maanjäristyksen jälkeen
Groves otti vastuulleen Managuan vesivarojen järjestelmän, josta hänelle myönnettiin Nicaraguan presidentin ansiomitali. Groves ylennettiin kapteeniksi 20. lokakuuta 1934. Hän osallistui komennon ja kenraalistabin kouluun Fort Leavenworthissa, Kansasissa, vuosina 1935 ja 1936, minkä jälkeen hänet lähetettiin Kansas Cityyn, Missouriin, Missourin jokidivisioonan komentajan avustajaksi. Vuosina 1938 ja 1939 hän kävi armeijan sotaopistoa. 1. heinäkuuta 1939 hänet siirrettiin sotaosaston päämajaan Washington DC:hen.