Роберт Дуглас Томас Паттинсон родился 13 мая 1986 года в Лондоне, Англия, в семье Ричарда Паттинсона, автомобильного дилера, импортирующего старинные автомобили, и Клэр Паттинсон (урожденная Чарльтон), которая работала букером в модельном агентстве. Он вырос в Барнсе, на юго-западе Лондона, с двумя старшими сестрами.
Роберт обнаружил свою любовь к музыке задолго до актерского мастерства и начал учиться игре на гитаре и фортепиано в возрасте четырех лет. Он стал большим киноманом из-за любви к авторскому кино в раннем подростковом возрасте и предпочитал смотреть фильмы, а не делать уроки. В подростковом возрасте и в начале двадцати лет он давал сольные концерты на акустической гитаре на вечерах с открытым микрофоном в барах и пабах Лондона, где он пел свои собственные написанные песни.
Думая о том, чтобы стать музыкантом или поступить в университет, он никогда не думал о карьере актера, а его учитель драмы в школе даже посоветовал ему не вступать в драматический кружок, потому что она думала, что он не создан для творческих занятий. Но будучи подростком, он присоединился к местному любительскому театральному клубу после того, как отец убедил его пойти туда, потому что он был довольно застенчив. В 15 лет, после двух лет работы за кулисами, он прошел прослушивание в спектакле «Парни и куклы» и получил свою первую роль кубинского танцора без слов. Он получил главную роль в следующем спектакле «Наш город», его заметил агент по талантам, сидевший в зале, и он начал пробоваться на профессиональные роли.
Его первой экранной ролью была небольшая роль в «Ярмарка тщеславия» (2004), но она была вырезана из финального фильма и Паттинсон не знал об этом, пока не посетил премьеру. Кастинг-директор почувствовала себя настолько виноватой за то, что не сказала ему, что устроила ему прослушивание в Гарри Поттер и кубок огня (2005). Ему повезло, и ему удалось получить роль Седрика Диггори, которая привела его к более широкой аудитории в возрасте 19 лет, и он продолжал сниматься в основном в небольших британских телепрограммах.
Голливуд проявил к нему лишь умеренный интерес, и он все еще сомневался, хочет ли он продолжать актерское мастерство. В течение этого периода Паттинсон время от времени присылал кассеты для прослушивания ролей в Америке. Одна из них, посвященная ромкоме, дала возможность пройти личное прослушивание в Лос-Анджелесе. Это прослушивание не увенчалось успехом, но пока он был в городе, он пошел на другое, с режиссером «Тринадцать» (2003) Кэтрин Хардвик, на роль в инди-фильме, основанном на скромной книге о вампире. Эдвард Каллен был последним из 3000 актеров-мужчин, прошедших прослушивание на эту роль в экранизации романов «Сумерки», написанных Стефани Мейер, и принес ему неожиданную всемирную славу в возрасте 22 лет, а пять фильмов в период с 2008 по 2012 год получили признание. Более 3,3 миллиарда долларов мировых доходов. Между фильмами «Сумеречная сага» он также снялся в фильмах «Помни меня» (2010), «Воды слонам!» (2011) и Милый друг (2012).
«Сумерки» Паттинсона были сюрреалистичными. Он был катапультирован в топ-лист Голливуда как сердцеед, но имел определенные предубеждения относительно того, чего он хотел - или был способен сделать - как актер. Ситуация изменилась с неожиданным прямым предложением режиссера Дэвида Кроненберга сняться в фильме «Космополис» (2012), которое он охарактеризовал как открывающий ему глаза опыт: это напомнило ему о его любви к кино, почему он вообще хотел стать актером. И укрепил свое главное желание на ближайшие годы работать с великими режиссерами.
Поскольку Паттинсон был большим киноманом, он с тех пор снимался в основном в независимых фильмах уважаемых режиссеров-художников, таких как Ровер (2014), Звездная карта (2014), Жизнь (2015), Королева пустыни (2015) и Детство лидера (2015). Его неузнаваемая роль исследователя джунглей амазонки в фильме «Затерянный город Z» (2016) режиссера Джеймса Грея принесла ему множество критических отзывов. Его превращение в неряшливого маниакального мошенника в жестоком криминальном триллере «Хорошее время» (2017) заслужило шестиминутные овации на Каннском кинофестивале и принесло ему номинацию на лучшую мужскую роль на церемонии вручения премии Independent Spirit Awards. Это был важный шаг на пути к его превращению в характерного актера с невероятным диапазоном, и критики назвали его игру откровением и определяющим для карьеры.
Он снялся в вестерне-комедии «Девица» (2018), в роли ковбоя с социопатическими характеристиками и сыграл осужденного, отправленного в космос для сексуальных экспериментов в психологической мистической драме «Высшее общество» (2018) от известного французского режиссера-автора Клэр Дени.
Вернулся к работе с режиссером Дэвидом Мишо в фильме «Король» (2019) и снялся в черно-белом фэнтезийном фильме ужасов «Маяк» (2019) режиссера Роберта Эггерса, который принес ему вторую номинацию на премию «Независимый дух», за лучшую мужскую роль. В фильме Netflix - Дьявол всегда здесь (2020), Паттинсон сыграл коррумпированного проповедника, охотящегося на молодых девушек.
Он вернулся к высокобюджетным блокбастерам, сыграв главную роль в шпионском триллере «Довод» (2020) Кристофера Нолана.