早年经历
1965年4月4日，小罗伯特·唐尼生于美国纽约。他的父亲Robert Downey Sr.是电影导演（一半的立陶宛犹太人血统、四分之一的匈牙利犹太人血统、四分之一的爱尔兰血统）。母亲Elsie Downey是女演员（英格兰、德国、苏格兰和瑞士德国人血统）。祖父Robert Elias是犹太人，从事餐厅管理工作。祖母Elizabeth是模特（一半的爱尔兰血统和一半的匈牙利犹太人血统）。5岁时小罗伯特·唐尼参加过多次业余表演。由于决意发展演艺事业，他辍学加入剧团，并参加《周末夜现场》等电视节目的演出。
演艺经历
1987年，22岁的小罗伯特·唐尼主演了喜剧片《泡妞专家》，该影片是他主演的第一部电影。同年，他还在《零下的激情》中演一个瘾君子。
1992年，小罗伯特·唐尼在《卓别林》中饰演了卓别林一角，并获得英国电影学院奖最佳男主角奖和奥斯卡金像奖最佳男主角的提名。
1997年，他因吸毒被逮捕并强制戒毒，两年后，他再次入狱。
2000年，参加《甜心俏佳人》的拍摄工作。
2001年，他凭借《甜心俏佳人》中的演出获得第58届美国电影电视金球奖。
2005年前后，小罗伯特·唐尼彻底戒毒，他出演了《晚安，好运》、《亲亲，撞撞》和《第6场》三部电影。
2007年，他主演了由大卫·芬奇执导的《十二宫》，饰演了一位压力巨大、沉沦烟酒的调查记者。
2008年，他饰演了《钢铁侠》中的钢铁侠托尼·斯塔克。影片根据Marvel20世纪60年代推出的同名漫画改编的。同年，他出演了《热带惊雷》，并凭借该片获得奥斯卡男配角的提名。他还出演了《大侦探福尔摩斯》，影片根据莱昂纳尔·威格拉姆的同名漫画改编，故事原型来自英国小说家阿瑟·柯南道尔破案侦探系列小说的主人公。
2010年，他出演了《钢铁侠2》和《预产期》，并且凭《大侦探福尔摩斯》获得第67届金球奖音乐喜剧类最佳男演员奖。
2012年，由他主演的《复仇者联盟》凭借15.2亿美元成为全球年度票房冠军。
2013年，他主演的《钢铁侠3》上映。1月份他凭《复仇者联盟》获得第39届人民选择奖最受欢迎男演员奖。4月6日，小罗伯特·唐尼出席《钢铁侠3》在北京的首映礼。影片于同年5月16日全球突破10亿美元票房。6月21日，已经正式签下《复仇者联盟2》《复仇者联盟3》两部片约。
2014年1月10日，小罗伯特·唐尼获得第40届人民选择奖最受欢迎动作明星奖，其主演的《钢铁侠3》获得最受欢迎电影奖。1月12日，他作为金球奖颁奖嘉宾出席第71届金球奖颁奖礼。10月10日，小罗伯特·唐尼主演的《法官老爹》在北美上映，他在片中饰演一名犀利律师，此外，小罗伯特·唐尼还与妻子苏珊·唐尼联合监制此片；10月14日，将加盟《美国队长3》，在片中再度饰演钢铁侠。
2015年4月12日，第24届MTV电影奖在洛杉矶揭晓，小罗伯特·唐尼获得时代大奖；4月14日，主演的漫威超级英雄大作《复仇者联盟2》今日（当地时间4月12日）在洛杉矶举行了盛大的全球首映礼，影片将于今年5月1日2D/3D/IMAX 3D全球震撼上映，并已定于5月12日全格式在中国内地上映；8月，小罗伯特唐尼在全球男演员富豪榜排名第一，累积收入8000万美元。11月25日，主演的漫威第三阶段的开篇之作《美国队长3》首曝预告，影片将于2016年5月6日在北美上映。
2016年4月13日，小罗伯特·唐尼主演《美国队长3》在洛杉矶举办了全球首映礼；4月22日，加盟《蜘蛛侠》；8月17日，联手“真探”制片人皮佐拉托，参演HBO剧《佩里·梅森》，讲述一个犯罪与法律的故事；8月26日，小罗伯特·唐尼以3300万美元排《福布斯》全球十大最高收入男星第八位；11月14日，客串杰米福克斯自编自导的喜剧电影，以西部牛仔形象登场；17日，监制并编导美剧《奇点》；12月13日，《福布斯》杂志评选了一个“好莱坞票房回报率最高演员”的名单，小罗伯特·唐尼排行第8。
2017年2月14日，参与制作《少年时代》导演理查德拍纪实片。3月21日，加盟新片扮演怪医杜立德，定档于2019年5月24日北美上映。6月28日，与汤姆·赫兰德主演的《蜘蛛侠：英雄归来》在洛杉矶举行首映式，影片将于2017年7月7日北美公映。内地定档9月8日上映。8月22日，与格温妮丝·帕特洛回归《复仇者联盟4》，并于2019年5月3号上映。
2018年5月8日，将回归《大侦探福尔摩斯3》，将于2020年12月25日在北美上映。