Уже тогда парень решил и в дальнейшем связать свою жизнь с искусством. В 10 лет Роберт профессионально занимался балетом, затем посещал курсы в центре исполнительных искусств. Когда в 1978 году развелись родители актера, Роберт решил остаться с отцом, но спустя 4 года переехал в Нью-Йорк и там продолжил заниматься актерским мастерством. 

В 20 лет Роберт Дауни (младший) принял участие в съемках популярного телешоу, а через год окончательно перебрался в Голливуд, где начал сниматься во многих фильмах. После того, как Роберт сыграл главную мужскую роль в фильме «Чаплин», он стал по-настоящему знаменит. Вместе с популярностью пришли первые кинонаграды и номинации. 

Вместе с тем у актера начинается тяжелый период в жизни. Выясняется, что он страдает зависимостью от наркотиков, Роберта увольняют с киностудии, а позже суд выносит приговор о заключении по причине хранения наркотиков и оружия. От актера уходит жена. Но все меняется к лучшему во время съемок в фильме «Готика», где Роберт знакомится со своей второй женой Сьюзан Левин. Ради этой женщины актер проходит курс лечения, а после делает предложения о замужестве. 

В это время в карьере Роберта очередной взлет. Параллельно со съемками в фильмах актер успевает выпустить альбом песен, которые он сочиняет сам. Пиком карьеры Дауни (младшего) можно считать съемки в фильме «Железный человек». После этой картины актер снимается в фильмах, приносящих ему не только популярность, но и положение одного из самых высокооплачиваемых актеров Голливуда. 

В настоящее время актер по-прежнему счастлив в браке, а в 2012 году Роберт Дауни (младший) стал отцом прекрасного сына.