Robert Downey Jr., 4 Nisan 1965’te New York’un Manhattan ilçesinde dünyaya gelmiştir. Babasıyla aynı ismi taşıyan Downey, prodüktör ve yönetmen olan babası ile dansçı ve şarkıcı olan annesi Elsie Downey’nin çocuğudur. Bir kız kardeşi olan Allyson Downey ile birlikte büyümüştür.
Downey, henüz 5 yaşındayken ilk kez kamera karşısına geçmiş ve babasının yönettiği Pound filminde küçük bir rol almıştır. Küçük yaşlarda tanıştığı sigara ve uyuşturucularla mücadele eden Downey, çocukluk ve ergenlik yıllarında bağımlılık sorunları yaşamış ve bu durum onu zaman zaman hukuki sorunlarla karşı karşıya bırakmıştır. 11 yaşında anne ve babasının boşanmasının ardından, uyuşturucu kullanımı nedeniyle birçok okul onu kabul etmemiştir. 1996 yılında alkollü araç kullanma, eroin ve ruhsatsız silah bulundurma suçlarından tutuklanan Downey, bir yıl sonra benzer sebeplerle tekrar hapse girmiş, ancak 2000 yılında bağımlılıklarından kurtulmayı başarmıştır.
Robert Downey Jr.’ın sinema kariyerindeki ilk büyük adımı 18 yaşında, 1983 yapımı Baby It’s You filminde Stewart karakterini canlandırmasıyla gerçekleşmiştir. 20 yaşında, Saturday Night Live programında konuk oyuncu olarak yer alarak geniş bir izleyici kitlesiyle tanışmıştır. 1992’de Charlie Chaplin’i canlandırdığı Chaplin filmi ile Oscar’da En İyi Oyuncu dalında aday gösterilmiştir. 1994 yılında Natural Born Killers filmindeki Wayne Gale performansı ile de büyük beğeni toplamıştır.
1997’de yer aldığı Ally McBeal dizisi ise uyuşturucu problemleri nedeniyle kesintiye uğramış, ancak bir yıllık tedavi ve üç yıllık deneme süresinin ardından dizinin son sezonunda küçük bir rol ile geri dönmüştür. 1999’da Bowfinger filminde Jerry Renfro karakterini canlandırmıştır.
2008 yılında Marvel yapımı Iron Man filminde Tony Stark karakteriyle tüm dünyada tanınan bir süper kahraman yıldızı haline gelmiştir. 140 milyon dolar bütçeli film, gişede 585 milyon dolar hasılat elde etmiştir. Aynı yıl The Incredible Hulk filminde de Tony Stark olarak yer almıştır. 2012’de ise Marvel’ın süper kahramanlarını bir araya getiren The Avengers filminde Iron Man rolünü üstlenmiştir.
Sinema kariyerinin yanı sıra müziğe de ilgi duyan Downey, 2004 yılında tek albümü olan The Futurist’i yayınlamıştır. Özel hayatında, 29 Mayıs 1992’de oyuncu Deborah Falconer ile evlenmiş, çift 26 Nisan 2004’te boşanmıştır. Bu evlilikten 1993 doğumlu Indio Falconer Downey adında bir oğlu vardır. 27 Ağustos 2005’te film yapımcısı Susan Levin ile ikinci evliliğini gerçekleştirmiş ve 2012’de bu evlilikten Exton Elias Downey dünyaya gelmiştir.
Robert Downey Jr., zorlu kişisel mücadeleleri ve bağımlılık sorunlarını aşarak, hem Hollywood’un en tanınan aktörlerinden biri hem de modern süper kahraman sinemasının ikonik yüzlerinden biri haline gelmiştir.