Роберт Дауни младший родился в Нью-Йорке 4 апреля 1965 года в семье режиссера независимого кино Роберта Дауни. Кинодебют состоялся уже в возрасте пяти лет с ролью в картине своего отца «Загон» (1970). Покинул школу в возрасте 17 лет для того чтобы серьезно заняться карьерой киноактера. Повезло актеру далеко не сразу, на первых порах был вынужден подрабатывать то продавцом, то официантом. Лишь несколько лет спустя ему удалось войти в состав, выступавшей в клубе «Area», импровизированной театральной труппы.С 1972 года периодически появляется в кино с эпизодическими ролями, однако привлечь к себе внимание актеру удается только лишь в 1984 году, ролью в картине «Перворожденный» (1984). После сыграл роли в картинах «Ох уж эта наука!» (1985) и «Снова в школу» (1986), после чего некоторое время работал в телешоу «Субботним вечером в прямом эфире» (сезон 86-86 года). В 1987 году вернулся в большое кино с ролью в криминальной драме «Меньше нуля» (1987). Затем были роли в картинах: «Губы напрокат» (1988), «Шансы есть» (1989), «Мыльная пена» (1991), «Короткий монтаж» (1993), «Только ты» (1994) и других. Лучшей работой актера в этот период стала роль легендарного комического актера в одноименной картине Ричарда Аттенборо «Чаплин» (1992), за эту роль Роберт был чуть было не получил «Оскар» в 1993 году.После выхода в прокат «Чаплина» все в один голос пророчили молодому актеру блестящее будущее. На деле же все оказалось несколько иначе, великолепный старт был загублен алкоголем и наркотиками. В 1996 году был арестован за вождение в нетрезвом виде, мало того в его машине во время обыска был обнаружен героин. В этот раз актер отделался легким испугом, - был выпущен на поруки и направлен на курс психотерапии. Во время съемок картины «Любовный треугольник» (1997) ежедневно сдавал анализ крови на наличие наркотиков. В 1997 году за нарушение условий поручительства был приговорен к полугодовому тюремному заключению. Вышел в 1998, однако надолго актера не хватило, в 1999 году попадает в клинику для лечения наркомании, затем в тюрьму, затем в центр лечения алкоголизма.Надежда на полное выздоровление появилась в 2000 году, актеру даже успел сыграть несколько небольших ролей, и получить приглашение на съемки в популярном телесериале «Элли Макбил». Все испортил очередной арест. Продюсеры «Элли Макбил» расторгли контракт, и на следующие два года актер во всех смыслах - полностью уходит со сцены.В течение долгих двух лет актер борется с наркотиками и алкоголем, и, в конце концов, выходит из этой схватки победителем. В 2002 втором актер вернулся к нормальной жизни, а с начала 2003 начал получать и по-настоящему значимые роли в картинах: «Поющий детектив» (2003), «Готика» (2003), «Зодиак» (2007), «Солдаты неудачи» (2008) и, конечно же, в картине «Железный человек» (2008), собравшей в прокате более полумиллиарда долларов.Далее следуют весомые роли в картинах: «Шерлок Холмс» (2009), «Железный человек 2» (2010), «Впритык» (2010), «Шерлок Холмс 2: игра теней» (2011) и, конечно же, сверхпопулярном, собравшем около 1,5 млрд долларов фильме «Мстители» (2012).Двенадцать лет (с 1992 по 2004) прожил в браке со своей первой женой актрисой Деборой Фалконер. Сейчас Женат на продюсере Сьюзэн Дауни.Актер продолжает активно сниматься в новых фильмах, открывая для себя все новые грани актерского мастерства.