Robert John Downey Jr. 1965-ben született a New York-i Greenwich Village-ben, az underground filmes Robert Downey Sr. és Elsie Downey fiaként. Nővére az író, színésznő Allyson Downey.
20 éves korában egy szezon erejéig csatlakozott a híres Saturday Night Live stábjához erejéig, ezt követően színészi ambíciókat dédelgetve Hollywoodba költözött. Első komolyabb szerepét a James Toback rendezésében bemutatott A nővadász (1987) című filmben kapta, de ugyanebben az évben Bret Easton Ellis könyvének filmadaptációjában, a Nullánál is kevesebben (1987) láthattuk. Karrierjében az áttörést Richard Attenborough filmje, a Chaplin (1992) hozta meg, melyben ő alakította az ikonikus komikust. A film kedvéért megtanult hegedülni, bal kézzel teniszezni, de Chaplin jellegzetes testtartását is remekül utánozta.1996 és 2001 között igen nehéz időszakon ment keresztül, kábítószerrel való visszaélés és egyéb incidensek miatt többször tartóztatták le. Egy ideig börtönben is volt, rehabilitációra járt és többször rúgták ki filmforgatásokról is. Ennek ellenére az Ally McBeal című sorozatban nyújtott alakításáért megkapta az első Golden Globe-díját, ezt követően azonban ismét visszacsúszott. Kitartásának és Mel Gibson közbenjárásának köszönhetően a kétezres évek második felében karrierje ismét felfele kezdett ívelni. Olyan filmekben kapott szerepet, mint a Durr, durr és csók (2005), a Kamera által homályosan (2006) és Zodiákus (2007). A Trópusi vihar (2008) című óriási sikereket elért komédiában Kirk Lazarus szerepében igen emlékezetes alakítást nyújtott Ben Stiller és Jack Black oldalán.
Karrierjének csúcsára a 2008-as képregény adaptációval, A vasemberrel ért fel, melynek mindhárom folytatásában ő játszotta Tony Starkot (Vasember 2 – 2010, Vasember 3 – 2013), de az ikonikus hős karakterében olyan filmekben is feltűnt, mint A hihetetlen Hulk (2008), a A tanácsadó (2011) és a Bosszúállók (2012). Hírnevét tovább növelte, mikor Guy Richie filmjeiben (Sherlock Holmes – 2009), Sherlock Holmes: Árnyjáték – 2011) megkapta a népszerű mesterdetektív, Sherlock Holmes szerepét. Filmbéli partnerét, Dr. Watsont Jude Law játszotta.
Több évig alkotott egy párt Sarah Jessica Parkerrel, de drogproblémái miatt végül szakítottak. Első felesége Deborah Falconer volt, azonban házasságuk válással végződött. 2005-ben vette el Susan Levin, akivel megalapították a Team Downey produkciós cégüket. Két fia született. Énektudását már többször megcsillogtatta, Joni Mitchell River és Chances Are című dalait Vonda Sheparddal énekelte duettben, de a közelmúltban Stinggel is fellépett. 2005-ben saját lemezt adott ki The Futurist címmel.
Díjak és jelölések
Oscar-díj
- 1993 jelölés: Legjobb férfi alakítás (Chaplin)
- 2009 jelölés: Legjobb férfi mellékszereplő (Trópusi vihar)
Golden Globe-díj
- 1993 jelölés: Legjobb férfi alakítás (Chaplin)
- 1994 díj: Legjobb filmes csapat (Rövidre vágva)
- 2001 díj: Legjobb férfi mellékszereplő (televíziósorozat, televíziós minisorozat vagy tévéfilm) (Ally McBeal)
- 2009 jelölés: Legjobb férfi mellékszereplő (Trópusi vihar)
- 2010 díj: Legjobb színész - zenés film és vígjáték kategória (Sherlock Holmes)
BAFTA-díj
- 1993 díj: Legjobb férfi alakítás (Chaplin)
- 2009 jelölés: Legjobb férfi mellékszereplő (Trópusi vihar)
- Arany Oroszlán (Velencei Filmfesztivál)
- 1993 díj: Legjobb filmes csapat (Rövidre vágva)
Emmy-díj
- 2000 jelölés: Legjobb mellékszereplő színész, televíziósorozat, televíziós minisorozat vagy tévéfilm (Ally McBeal)
Szaturnusz-díj
- 1994 díj: Legjobb színész (Lelkünk rajta)
- 2006 jelölés: Legjobb színész (Durr durr és csók)
- 2009 díj: Legjobb színész (A Vasember)
- 2010 jelölés: Legjobb színész (Sherlock Holmes)
