地域住民の姿勢は、ジェニー湖、エマ・マチルダ湖（英語版）、ツー・オーシャン湖（英語版）にダムを造る提案が行われた年に変わり始めた。その後、1923年7月26日に地域住民とオルブライトを含む国立公園局の代表が、谷の"古き西部"の特徴を保護するためにレクリエーション地域を作ろうと私有地を買い上げる計画を検討することを目的に、モード・ノーブルの小屋で会議を開いた。オルブライトは、公園局による管理を支持していた唯一の人物だった。他の人たちは伝統的な狩猟、放牧、観光牧場を続けることを望んでいた。1927年、慈善家ジョン・ロックフェラー2世はスネーク・リバー・ランド・カンパニー（英語版）（Snake River Land Company）を設立し、彼とその他の人々は匿名でその地域の土地を買い、国立公園局が運営できるようになるまで保有できるようになった。カンパニーは、140万ドルで35,000 ac（142 km2）以上を買うというキャンペーンを始めたが、15年間にわたる農場経営者の反対と公園局による土地の引取り拒否に直面した。

1928年、国立公園及び森林にかかる調整委員会が谷の住民と会議を開き、公園の設立の合意に達した。それからワイオミング州上院議員ジョン・B・ケンドリック（英語版）がグランド・ティトン国立公園を設立する法案を提出した。その法案はアメリカ合衆国議会両院を通過し、クーリッジ大統領によって1929年2月26日法制化された。96,000 ac（388 km2）の公園はティトン国有林（英語版）から切り分けられ、ティトン山脈とその麓のジャクソン・ホールにある6つの氷河湖を含むこととなった。しかしながら、牧畜業者のロビー活動によって、最初の公園はジャクソン・ホール（その谷底は放牧に使われていた）のほとんどを含まないこととなった。一方、国立公園局は、スネーク・リバー・カンパニーが保有する35,000 ac（142 km2）の土地を受け取ることを拒否した。

こう着状態に失望し、ロックフェラーは当時の大統領フランクリン・ルーズベルトに手紙を送り、連邦政府が土地を受け取らない場合は、他の処分をするか、市場で条件を満たす買い手に売るつもりであると述べた。その後まもなく、大統領は、1943年3月15日に221,000 ac（894 km2）の公有地をジャクソン・ホール・ナショナル・モニュメントに指定した。しかし、ロックフェラーから土地を受け取ることを巡って長い論争が繰り広げられ、モニュメントにその土地を公式に含めることはできずじまいであった。

地域住民によるモニュメントへの反対は、その指定は州権の侵害であり、地域経済と税基盤を破壊するものであるとの批判に直結した。牧場経営者は、衝突を引き起こすためのデモンストレーションとして、500頭の家畜に新しく設立されたモニュメントを横切らせた。国立公園局はこの人目を引くための行為に反応しなかったが、この出来事はこの問題に世間の耳目を集めることとなった。ワイオミング州下院議員フランク・バレットが、モニュメントを廃止する法案を提出し、両院を通過したが、ルーズベルトが法案を握りつぶした。アメリカ合衆国森林局（英語版）の当局者は、新たにティトン国有林の一部を公園局に譲渡したくなかったので、譲渡に反対した。最後の一幕では、森林警備官はジャクソン湖レンジャー・ステーションを公園保護官に明け渡す前に焼き払うことを命じられた。公園とモニュメントを支持する地域の住民は、排斥され嫌がらせを受けた。

モニュメントを廃止しようとする複数の法案が1945年から1947年にかけて提出されたが、いずれも成立しなかった。第二次世界大戦の終結以降の観光収入の増加が、地域住民の姿勢の変化の原因であると言われている。公園を広げてモニュメントを公園と統合するという運動は勢いを得て、1949年4月までに利害関係者が妥協案をまとめるために上院予算委員会議場に集まった。ロックフェラーの土地は1949年12月16日モニュメントに加えられ、ようやく私有地から公有地となった。ジャクソン・ホール・ナショナル・モニュメントの大半（国立エルク保護地域（英語版）に加えられた南部を除く）をグランド・ティトン国立公園と合併しようという法案が、1950年9月14日大統領トルーマン大統領によって署名され法として成立した。その法律の中の一つの譲歩が遺跡保存法（英語版）（Antiquities Act）を修正し、ワイオミング州でナショナル・モニュメントを宣言する将来の大統領の権限を制約した。グランド・ティトン国立公園の北境からイエローストーン国立公園の南口までのびる景色の良いハイウェイは、この地域の保護にかかるロックフェラーの貢献を認めるため、ジョン・ロックフェラー2世記念公園道路（英語版）（John D. Rockefeller, Jr. Memorial Parkway）と名づけられた。
地質詳細は「グランド・ティトン地域の地質（英語版）」を参照

ティトン山脈の東面を構成する岩盤は約2.5億歳で、変成砂岩、石灰岩、各種の頁岩、層間挿入された火山性堆積物で出来ている。これらと同じ先カンブリア時代の岩が、ジャクソン・ホールの第三紀の火山性、堆積性、氷河性堆積物の底深くに埋められ、ティトン山脈の頂上から侵食されてから長い時間が経過した古生代及び中生代の地層に覆われている。

古生代の地層は暖かく浅い海で堆積したため、砂岩と頁岩に加えて様々な炭酸塩岩が含まれる。中生代の地層では、海底堆積物と非海底堆積物が交互に堆積されている。後期中生代、白亜紀海路（Cretaceous Seaway）が周期的にこの地域を覆い、シエラネバダ・アーク（英語版）（Sierran Arc）が西に火山性堆積物を供給した。

ララミー変動と呼ばれる造山活動が7,000万年前北アメリカ西部を隆起させ始め、結局ロッキー山脈を生み出した。これにより海路は消滅し、断層系が生み出され、断層系に沿って高地が隆起した。隆起した地域から侵食された堆積物がジャクソン・ホールのような沈降する堆積盆地を埋め立てる一方、始新世に逆断層によってティトン山脈の最初の一部が形作られた。更新世後期のイエローストーン・カルデラ（英語版）（Yellowstone Caldera）の噴火に加え、始新世のイエローストーン-アブサロカ（英語版）（Absaroka）地域での北からの大規模な火山の噴火が、盆地の中に厚い火山性堆積物を残した（イエローストーン地域の地質（英語版）を参照）。

中新世の約900万年前、ティトン山脈は南北に延びる断層系に沿ってジャクソン・ホールの隣で成長を始めた。そして、鮮新世以降、 ティーウィノット湖は周期的にジャクソン・ホールに流れ込み、厚い湖底堆積物を残した。湖は一連の氷河作用によって鮮新世には干上がり、ティトンと周囲の山脈に大規模な氷河が見られるようになった。最も寒い氷期においてこれらの氷河は一つになってカナダ大氷原の一部となった。そして、大氷原はジャクソン・ホールと周囲の盆地からすべての土壌を運び去った。その後のより厳しくない氷期が、この損失の大半を修復するのに十分な局所的に堆積した土をモレーンや漂礫土の形で生み出した。それ以来、1925年のグロヴァント地すべり（英語版）（Gros Ventre landslide）のような斜面崩壊やより緩やかな形態での侵食が、地域を少しずつ変え続けている。
生物学グランド・ティトンに住むムース（ヘラジカ）ジャクソン・ホール谷にて草を食むアメリカバイソン

グランド・ティトン国立公園及びその周辺部には1000種を超える維管束植物が生えている。いくつかの木、例えばアメリカシロゴヨウ（英語版）、フレキシマツ（英語版）、ミヤマバルサムモミ（英語版）（Sub-alpine Fir）、エンゲルマントウヒ（英語版）（Engelmann Spruce）は、冷たい風の強い斜面とティトン山脈の中の約10,000 ft（3,000 m）に達する高山帯を生き抜くことができる。他の常緑樹、例えばコントルタマツ、ダグラスファー、アオトウヒは、谷底によく見られる。一方、アスペン、 ハコヤナギ、 ハンノキ、ヤナギが川や湖畔沿いの湿潤な土壌を好む。

グランド・ティトンの森は、通常、特定の生息環境下で一緒に育つ2、3の異なる種類の樹を含んでいる。これらの森は推移帯と呼ばれる場所で結合している。推移帯は様々な種の野生動物に有利な生息環境を生み出す。ある動物、例えばキタリス、マツテン、アメリカクロクマは、ほとんど森の中ですごす。他の動物、例えばヘラジカ、ワピチ、オオカミは、日中は日陰と隠れ場所を森に求め、早朝と夕方にヤマヨモギや草地に食事に出掛ける。

土壌 の状態、水分の供給、勾配、方角、高度が、植物の生える場所を決定する。似たような条件を必要とする植物は同じ地域にしばしば生い茂っている。これらの諸条件の組み合わせによって様々な植物群落が形成されている。グランド・ティトン国立公園の植物を次の群落に分けることは便利である: 森林、ヤマヨモギ平原、川岸の回廊、湿地帯、高山帯。

常緑樹の森は、7種の針葉樹と高木限界線より下のティトン山脈の山がちな部分で目立ちジャクソン・ホールのモレーンの上にまで広がる900種を超える顕花植物で構成されている。選別されていない瓦礫がぎっしり詰まった堆積は良質の粘土を含有し、石英岩を多く含むアウトウォッシュ・プレーンよりもよく水分を保持する。したがって、他の多くの植物に加えロッジポールパインの大きな木立ちを養える。

アウトウォッシュ・プレーンのサラサラした土は、水分を保持する能力が劣っているため、主にヤマヨモギと雑草がまばらに生えているだけである。アスペン、ハコヤナギ、ヤナギがやせたアウトウォッシュ・プレーンの外側の川岸に沿った地帯で生い茂っている。湿った草地は草、スゲ、野草に適した生育環境である。コヨーテとアメリカアナグマは黄土の所々に巣穴を掘る。黄土は氷期の間に谷に吹き込まれたものである。陰鬱で活気がないように見えるが、公園の高山帯ではそこで見られる厳しい生育環境に特別に適応した植物が生育する。