В 1131 г. норманнский король Сицилии Рожер II утвердил за настоятелем Гроттаферраты Леонтием титул барона Рофранского. В том же году маленькая часовня во имя мучеников Адриана и Наталии была перестроена и освящена во имя основателей монастыря святых Нила и Варфоломея; в часовню были перенесены их мощи в серебряных раках. Из-за войны между римлянами и тосканцами монастырская церковь в 1140 г. лишилась особо почитаемого чудотворного образа Божьей Матери, который был возвращён в Гроттаферрату только в 1230 г. благодаря помощи папы Григория XI (1370–1378 гг.). В 1191 г. монастырь был разрушен римлянами, монахи вынуждены были искать временное прибежище в бенедиктинском монастыре Субиако. Папа Гонорий III (1216–1227 гг.), рассматривая Гроттаферрату как один из наиболее влиятельных центров греческих общин в Италии, поручил настоятелю Феодосию II инспекцию и реформирование южноитальянского греческого клира. В 1241–1242 гг. в монастыре находились войска германского императора Фридриха II Штауфена (1218–1250 гг.). В период схизмы в католической церкви монастырь был несколько раз разграблен, в 1379 г. оказался в эпицентре сражения войск антипапы Климента VII (1378–1389 гг.) и папы Урбана VI (1378–1389 гг.). В 1413 г. здесь находился военный лагерь короля Владислава Неаполитанского. Назначенный папой Евгением IV (1431–1447 гг.) настоятель Гроттаферраты Пьетро Витали (1432–1462 гг.), который потребовал назад все права и владения монастыря, незаконно присвоенные местными сеньорами, принял участие в Ферраро-Флорентийском соборе 1438–1439 гг. и поддержал Флорентийскую унию. В 1446 г. Виссарион, Никейский митрополит, византийский богослов и церковный деятель, сторонник унии, эмигрировал в Италию и стал визитатором, а потом кардиналом-протектором всех греческих монастырей в Италии. В 1462 г. он получил Гроттаферрату в качестве комменды (с него начался ряд кардиналов-коммендаторов Гроттаферраты). При Виссарионе увеличилось количество насельников монастыря, пополнилась монастырская библиотека, был создан реестр земельной собственности монастыря, реставрированы и расширены церковные здания, реорганизовано управление, развивалось изучение греческого языка. С 1473 г. настоятелем Гроттаферраты был кардинал Джулиано делла Ровере (впоследствии папа Юлий II; 1503–1513 гг.), который построил новые укреплённые стены монастыря. Внимание Римского престола к Гроттаферрате было вызвано стремлением сохранить использование греческой церковной традиции и обряда в Италии. В 1579 г. папа Григорий XIII (1572–1585 гг.) официально учредил монашескую конгрегацию василиан, объединившую ряд монастырей греческого обряда в Италии и Испании. Гроттаферрата стала центром римско-неаполитанской провинции нового ордена. С 1608 г. настоятеля монастыря избирали раз в три года капитулом. С потерей конгрегацией своего значения в XVII–XVIII вв. в Гроттаферрате были введены различные элементы латинского обряда (с 1747 г.).