W kadencji Parlamentu Europejskiego 2009-2014 poseł Andrzej Grzyb pracował w delegacji ds. relacji z Ukrainą, a w kadencji 2014-2019 w delegacji ds. relacji z Mołdawią. Od 2011 roku zasiada w Zgromadzeniu Parlamentarnym Euronest Parlamentu Europejskiego i Krajów Partnerstwa Wschodniego tj. Armenii, Azerbejdżanu, Gruzji, Mołdawii i Ukrainy. W Euronest od 2011r. działa w komisji ds. bezpieczeństwa energetycznego, a od 2014r. pełni funkcję wiceprzewodniczącego tej komisji. W imieniu Europejskiej Partii Ludowej i Parlamentu Europejskiego negocjował treść wspólnych dokumentów przyjętych przez Euronest:„Bezpieczeństwo energetyczne w związku z rynkiem energetycznym i harmonizacją pomiędzy krajami Partnerstwa Wschodniego i państwami Unii Europejskiej”, „Wyzwania, potencjał i nowe zaangażowanie współpracujących, dotyczące efektywności energetycznej i odnawialnych źródeł energii w ramach Partnerstwa Wschodniego”, „Polityka w kwestii wydobycia gazu niekonwencjonalnego i jego potencjalnego wpływu na rynki energetyczne UE i państw partnerskich Europy Wschodniej”. Na przełomie 2018 i 2019 poseł został sprawozdawcą PE do raportu EURONEST „Solidarność w sektorze energetycznym – zbliżenie ram prawnych”, ze wspólnym stanowiskiem m.in. co do roli LNG dla dywersyfikacji i suwerenności energetycznej regionu.
Poseł Andrzej Grzyb jest współautorem licznych rezolucji PE dotyczących krajów Partnerstwa Wschodniego, bierze również aktywny udział w debatach plenarnych poświęconych tej tematyce. W ramach Podkomisji Praw Człowieka PE inicjuje wysłuchania i debaty poświęcone sytuacji w krajach Partnerstwa Wschodniego, m.in. 4 grudnia 2014r. przewodniczył wysłuchaniu publicznemu w sprawie praw człowieka i sytuacji mniejszości na Ukrainie, ze szczególnym uwzględnieniem Krymu, z udziałem m.in.: Valeriyi Lutkovska’ej, Rzecznika Praw Obywatelskich Ukrainy, Mustafy Dżemilewa – ukraińskiego polityka, radzieckiego dysydenta, długoletniego przewodniczącego Medżlisu Tatarów krymskich oraz Rady Przedstawicieli Narodu Krymskotatarskiego, deputowanego do Rady Najwyższej Ukrainy.
Z inicjatywy posła Grzyba Podkomisja Praw Człowieka przygotowała badanie: „Prawa człowieka w krajach Partnerstwa Wschodniego” oraz „Współpraca Rzeczników Praw Obywatelskich krajów Partnerstwa Wschodniego i UE”. W czasie Prezydencji Polski w 2011 roku, zorganizował I Szczyt Rzeczników Praw Obywatelskich Partnerstwa Wschodniego i UE w Brukseli. W 2013r. i 2016r. odbyły się kolejne edycje spotkań. W ramach III Szczytu, obok przedstawicieli Partnerstwa Wschodniego i UE, zaproszono również rzeczników z krajów Bałkanów Zachodnich. 10 lutego 2014r. wraz z Europejską Partią Ludową oraz Narodowym Stowarzyszeniem Dziennikarzy Ukrainy zorganizował wystawę zdjęć protestów społecznych Euromajdan i koncert pt.: „Euromajdan: Zamrożone Nadzieje”. Wydarzenie miało na celu przekonanie decydentów UE do obaw Polski i wzmocnienie wspólnego europejskiego stanowiska, tak by Polska nie była osamotniona ws. Ukrainy. W wydarzeniu udział wzięli liczni posłowie do PE z wszystkich krajów UE, przedstawiciele Instytucji Europejskich, w tym Komisji Europejskiej, na czele z ówczesnym Komisarzem Štefanem Füle, odpowiedzialnym za Politykę Sąsiedztwa UE.