Les avis sont unanimes : on écrit : des grands-pères.

En revanche, les avis sont partagés pour le pluriel de grand-mère.

L’Académie française prône l’invariabilité de « grand » : des grand-mères.

Le Petit Robert est très clair, le mot fait son pluriel avec deux « s ». On écrit ainsi « des grands-mères », soit, l’exact opposé du Trésor de la langue française. Selon ce dernier, il n’existe en effet qu’une seule règle: « des grand-mères ».

Les dictionnaires des difficultés aussi sont partagés. Seul Colin ne mentionne que « des grand-mères » ; Girodet, Grevisse, Hanse, Jouette, Thomas citent les deux (Girodet et Thomas préfèrent « des grand-mères », Hanse préfère « des grands-mères ». La forme « des grands-mères » est recommandée par le Grevisse.

Le Larousse laisse le choix : des grand-mères ou des grands-mères.

Enfin, pour conclure : l’usage le plus fréquent est : des grands-mères.