Robert Downey Jr. s-a nascut in New York pe 4 aprilie 1965. A aparut pentru prima data intr-un film la varsta de cinci ani, era un catelus in filmul tatalui sau, Pound (1970).
Primul rol important il are in 1983 in Baby, It's You si doi ani mai tarziu joaca in Saturday Night Live (serial in care a jucat pana in 1986), dupa care a jucat in comedia Weird Science. In 1987 a avut roluri bune in doua filme de succes, The Pick-Up Artist, in care a jucat cu Molly Ringwald, si Less Than Zero, unde era Julian Wells, un dependent de droguri. Considerat de critici drept unul dintre cei mai talentati actori din generatia sa, Robert Downey Jr. s-a bucurat o lunga perioada de o cariera stralucita. Din pacate insa, pe cat era de promitator pe ecran, in filme precum Chaplin (pentru care a fost nominalizat la Oscar si la Globul de Aur, pentru cel mai bun actor) si Two Girls and a Guy, in viata particulara a esuat, fiind dependent de droguri.
In iunie 1996 actorul a fost arestat pentru prima data pentru consum de droguri si in august 1999 problemele sale aveau sa sfarseasca cu trei ani de inchisoare.
A revenit cu roluri extrem de cunoscute in Tropic Thunder si Iron Man.
A avut relatii cu Sarah Jessica Parker si Marisa Tomei si se casatoreste pentru prima oara in 1992, cu Deborah Falconer, o cantareata americana, cu care are si un fiu pe nume Indio Falconer. Se despart in 2001, divortul finalizandu-se in 2004, ca apoi sa se casatoreasca cu producatoarea Susan Levin.