Роберт родился в семье независимого режиссера Роберта Дауни-старшего. Первой актерской работой Роберта стала небольшая роль в фильме отца. По словам актера, именно отец приучил его с восьми лет употреблять наркотики, в частности, марихуану. В 1985 году Дауни-младший один сезон участвовал в телешоу «Субботним вечером в прямом эфире». После этого он переехал в Голливуд и снялся в фильме о наркомании «Меньше нуля», ставшим весьма успешным. В 1992 году на экраны вышел фильм Ричарда Эттенборо «Чаплин», в котором актёр сыграл легендарного комика, за что удостоился номинации на премию «Оскар» в категории «Лучшая мужская роль». Актера называли одним из самых многообещающих актеров своего поколения, но вдруг у него возникла сильная наркотическая зависимость. Он приходил на съемки в наркотическом опьянении, за этим следовали скандальные увольнения. Однажды актер в наркотическом дурмане забрался в чужой дом. В газетах начали появляться его снимки в одурманенном и самом неприглядном виде. Друзья пытались помочь ему (Роберт – друг детства Моби, а еще он учился в старшей школой с Чарли Шином), но все напрасно. Суд приговорил актера в 1996 году к 16 месяцам тюремного заключения в тюрьме Лос-Анжелеса и к принудительному лечению. Из-за наркомании актер развелся со своей первой женой, певицей и модельюДеборой Фальконер, с которой у них есть совместный сын Индио. До этого Роберт 7 лет встречался сСарой-Джессикой Паркер, позднее ставшей известной благодаря сериалу «Секс в большом городе». По словам актера, он изводил своими выходками эту прекрасную девушку, и в 1991 году они расстались. В 2003 году Дауни познакомился с продюсером Сьюзан Леви на съемках триллера «Готика». Ради любви к этой волевой женщине (говорят, она взяла Роберта в ежовые рукавицы) Роберт прошел еще один курс лечения в Лос-Анджелесе. Сейчас они счастливо женаты, Сьюзан продюсирует разные фильмы, в том числе с участием Роберта. После фильма «Поцелуй на вылет» дела актера пошли в гору. Параллельно с этой работой Дауни-младший выпускает альбом песен собственного сочинения и исполнения под названием «The Futurist» (одну песню можно услышать в финале «Поцелуя на вылет» ;). Роберт прекрасно поет, поклонники слышали его голос еще в сериале «Элли Макбилл». В частности, он там исполнил песню «Sherry Darling» (это красивая старая песня Брюса Спрингстина). Песня задорная, слегка неприличная и даже издевательская, поэтому-то одни герои в восторге, а другие возмущены: «Кажется, он поет про мою маму!?». Однако настоящий успех приходит к Роберту после его утверждения на главную роль в фильме «Железный человек».