Urodził się 4 kwietnia 1965 roku w Nowym Jorku. Ma żydowskie, niemieckie, szkockie i irlandzkie korzenie. Jest synem awangardowego reżysera filmowego i aktora Roberta Downeya Seniora oraz tancerki i piosenkarki Elsie Ford. Wychowany w rodzinie artystów, już jako dziecko poznał pracę na planie filmowym. Mając 5 lat, stawiał pierwsze kroki przed kamerą w filmie fantasy swojego ojca Funt (Pound, 1970) i dwa lata później w komediowym westernie Pałac Greasera (Greaser’s Palace, 1972). W 1975 roku uczęszczał do Perry House School w Chelsea i uczył się klasycznego baletu w Londynie. Jako nastolatek zaczął komponować, a jego pasją stała się gra na fortepianie. W 1982 roku przerwał naukę w Santa Monica High School w Santa Monica, powrócił do Nowego Jorku, gdzie w wieku dwudziestu lat rozbawiał publiczność, wcielając się w rozmaite role w programie NBC Saturday Night Live (1985-’86).

Na dużym ekranie zaczynał od ról młodych buntowników i wesołych nastolatków; jako kobieciarz zadurzony w nieczułej na jego wdzięk córce szefa miejscowej mafii w komedii romantycznej Podrywacz artysta (The Pick-up Artist, 1987) czy w roli bogatego chłopaka uzależnionego od narkotyków w dramacie Mniej niż zero (Less Than Zero, 1987). Największym sukcesem okazała się sugestywna kreacja Charliego Chaplina, człowieka ze wszystkimi słabostkami i dziwactwami w dramacie biograficznym Richarda Attenborough Chaplin (1992), za którą przyznano mu nominację do Oscara. Specjalnością stały się romantyczne role komediowe, które gra w sposób brawurowy ze swadą i autoironią. Za rolę biznesmena w komedii fantasy Serce i dusze (Heart and Souls, 1993) odebrał nagrodę Saturna. Postać adwokata Larry’ego Paula w serialu Fox Ally McBeal (2000-2001) została uhonorowana nagrodą Złotego Globu i nominacją do nagrody Emmy. W 2001 roku wystąpił w teledysku Eltona Johna do piosenki I Want Love.

23 listopada 2004 roku wydał pierwszy solowy album The Futurist (wyd. Sony Classical) jako wokalista, kompozytor i autor tekstów. Ta płyta była najlepiej sprzedającym się debiutem w Stanach w owym roku. Na płycie znalazł się cover piosenki Smile, który w oryginale wykonywał Charlie Chaplin.

W serialu Ally McBeal wykonał piosenki: River z repertuaru Joni Mitchell, Chances Are w duecie z Vondą Shepard, Every Breath You Take w duecie ze Stingiem. A na płycie For Once in My Life ze ścieżką dźwiękową do serialu wykonał własną kompozycję Snakes. Największy sukces odniósł, wcielając się w tytułową rolę w filmie Iron Man. Zagrał też słynnego detektywa w filmie Sherlock Holmes w 2009, oraz w jego sequelu z 2011 roku Sherlock Holmes: Gra cieni.

W latach 1984-1991 był związany z Sarah Jessicą Parker. Był żonaty z Deborah Falconer (od 29 maja 1992 do 26 kwietnia 2004), z którą ma syna Indio (ur. 7 września 1993). 26 sierpnia 2005 roku poślubił Susan Levin.

W latach 90’ miał problemy z alkoholem, chorobą afektywną dwubiegunową (w której występują okresy depresji i manii) oraz narkotykami (heroiną, kokainą, marihuaną). Wielu związanych z filmem ludzi postawiło na nim wówczas krzyżyk, wieszcząc koniec jego kariery. Problemy z używaniem narkotyków zaprowadziły go do więzienia i to kilkukrotnie. Przed tym, jak usłyszał swój pierwszy wyrok 8 grudnia 1997 roku, powiedział sędziemu: Byłem uzależniony od narkotyków w jednej lub innej formie odkąd miałem osiem lat. Wypuszczono go po 180 dniach 31 marca 1998 roku. W roku 2000 dołączył do obsady serialu Ally McBeal, jednak mimo sympatii widzów i widzek został zwolniony już w 2001 roku po tym, jak aresztowano go za wędrowanie pod wpływem nielegalnych substancji po ulicach miasta (tak, to właśnie dlatego wątek „miłości życia” Ally zakończył się tak… dziwacznie).

Jego uzależnienie kosztowało go co najmniej kilka aktorskich angaży, m.in. rolę Hamleta w teatrze oraz w filmie Woody’ego Allena. Było to spowodowane bardzo wysokimi kosztami ubezpieczenia, jakie trzeba było za niego wpłacić agencji – tego typu ubezpieczenia mają chronić producentów filmu przez nagłą „niedyspozycją” aktora, a ta w wypadku Downeya Juniora była wówczas wysoce prawdopodobna zważywszy jego „przygody” na planie Ally McBeal. Jak się jednak okazało, nie wszyscy odwrócili się od aktora – już w 2003 roku Mel Gibson dał mu główną rolę w jego filmie Śpiewający detektyw. Tak, tak, ten sam Mel Gibson, który już kilka lat później sam potrzebował wsparcia w związku z rujnującymi jego karierę oskarżeniami o antysemityzm i stosowanie przemocy wobec jego ówczesnej partnerki Oksany Grigoriewej…

Tymczasem Robert Downey Jr. poukładał swoje życie, wyrwał się ze szponów nałogu i w wielkim stylu wrócił na szczyt. Ostatnie lata to dla niego pasmo sukcesów. Po znakomicie przyjętym filmie Sherlock Holmes. Gra cieni z 2011 roku wystąpił wkolejnych przebojach kasowych: Avengers(2012) i Iron Man 3 (2013).

Wybrana filmografia:

2012: Avengers, jako Tony Stark / Iron Man
2011: Sherlock Holmes: Gra cieni, jako Sherlock Holmes
2010: Zanim odejdą wody, jako Peter Highman oraz Iron Man 2, jako Tony Stark / Iron Man
2009: Sherlock Holmes, jako Sherlock Holmes oraz Solista (The Soloist), jako Steve Lopez
2008: Jaja w tropikach jako Kirk Lazarus oraz Iron Man jako Tony Stark / Iron Man
2007: Zodiak (Zodiac) jako Paul Avery
2006: Przez ciemne zwierciadło (A Scanner Darkly) jako James Barris
2005: Good Night and Good Luck jako Joe Wershba
2004: Eros jako Nick Penrose (część Equilibrium)
2003: Gothika jako Pete Graham
2002: Lethargy jako Terapeuta zwierząt
2000: Cudowni chłopcy (Wonder Boys) jako Terry Crabtree
1999: Wielka heca Bowfingera (Bowfinger) jako Jerry Renfro
1998: Wydział pościgowy (U.S. Marshals) jako John Royce
1997: Ta jedna noc (One Night Stand) jako Charlie
1995: Ryszard III (Richard III) jako Rivers
1994: Urodzeni mordercy (Natural Born Killers) jako Wayne Gale
1992: Chaplin jako Charlie Chaplin
1990: Air America jako Billy Covington
1988: Bądź dobry Johnny (Johnny Be Good) jako Leo Wiggins
1984: Pierwsze urodziny (Firstborn) jako Lee
1983: Baby, to jesteś ty (Baby, It’s You) jako Stewart
1970: Funt (Pound) jako Puppy

Źródło: Wikipedia.org, Filmweb.pl