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1986年，罗伯特·帕丁森出生在英国伦敦的一个中产阶级家庭，父亲是古董车销售商，母亲则是模特经纪人，家里还有两个姐姐。他3岁开始学钢琴，他4岁开始就读于塔尔豪斯私立男校，5岁开始学古典吉他，12岁转入哈罗迪恩私立学校就读，同年开始成为平面模特，出道前曾在家乡组过乐团，并在餐厅与俱乐部等地有过演出。15岁时加入了伦敦巴恩斯剧团，开始业余性演艺工作，在巴恩斯戏剧俱乐部出演某些角色。
2004年，罗伯特·帕丁森在电视电影《尼伯龙根的指环》中出演配角Giselher，当时正值结业考试前夕，他将厚厚的复习资料装进行李箱，孤身一人飞往南非进行该戏拍摄。回到英国后，他顺利通过了考试，完成了自己对父母的承诺。同年，出演了电影《名利场》，不过，基于剧情考量，该电影最后上映时罗伯特·帕丁森的戏份被全部删除，但在DVD版本中还能看到他的演出。
2005年，出演电影《哈利·波特与火焰杯》，饰演霍格沃茨校草塞德里克·迪戈里。
2006年，主演了BBC电视台的电视电影《迷魂飞行员》，饰演一个瘫痪的空军飞行员。
2007年，他出演了电视电影《坏妈妈手册》，饰演一个腼腆的青年Daniel，在片中他单恋上一个早孕少女，鼓励她把孩子生下来并承诺帮其抚养。
2008年，罗伯特·帕丁森出演的奇幻爱情电影《暮光之城》上映，饰演吸血鬼爱德华·卡伦。同年，他接拍了同性恋情电影《达利和他的情人》，饰演西班牙超现实主义画家达利。同年，出演电影《如何生活》，饰演郁郁不得志的文艺青年。
2009年，与妲露拉·莱莉合作出演短片《TheSummerHouse》。
2010年，罗伯特·帕丁森主演了其第一次监制的电影《记住我》，与皮尔斯·布鲁斯南、克里斯·库柏对戏；3月25日，罗伯特的定制蜡像在伦敦杜莎夫人蜡像馆揭幕；在拍摄暮光系列的同时，罗伯特·帕丁森接拍了电影《漂亮朋友》、与瑞茜·威瑟斯彭合作了电影《大象的眼泪》。
2011年，杜莎夫人诞辰250周年的庆典上，在上海杜莎夫人蜡像馆引来了罗伯特·帕丁森在中国内地的首枚蜡像。
2012年，与凯文·杜兰、朱丽叶·比诺什合作主演由大卫·柯南伯格执导的电影《大都会》在戛纳国际电影节上映。
2014年，与朱丽安·摩尔、约翰·库萨克合作出演由大卫·柯南伯格执导的电影《星图》在戛纳国际电影节上映，饰演礼车司机。同年，与盖·皮尔斯合作出演由大卫·米奇欧德执导的电影《沙海漂流人》。
2015年，与利亚姆·坎宁安合作出演由布拉迪·科贝特执导的电影《战前童年》。同年，与妮可·基德曼合作出演的传记电影《沙漠女王》在柏林国际电影节上映。同年，与戴恩·德哈恩、乔尔·埃哲顿合作出演传记电影《生活》。
2016年，与查理·汉纳姆、汤姆·赫兰德合作出演的电影《迷失Z城》在纽约电影节首映。
2017年，与詹妮弗·杰森·李合作主演的电影《好时光》在戛纳国际电影节上映。
2018年，与米娅·华希科沃斯卡合作主演的电影《落难女子》在美国院线上映。2018年9月9日，与安德烈·本杰明、朱丽叶·比诺什、米娅·高斯合作主演由克莱尔·丹尼斯执导的电影《太空生活》在多伦多国际电影节首映。
2019年，与威廉·达福合作出演由罗伯特·艾格斯执导的电影《灯塔》在第72届戛纳国际电影节导演双周单元首映；9月，与约翰尼·德普、马克·里朗斯合作出演由西罗·格拉执导的电影《等待野蛮人》在第76届威尼斯国际电影节主竞赛单元首映。同年，与提莫西·查拉梅、乔尔·埃哲顿合作出演由大卫·米奇欧德执导的Netflix电影《兰开斯特之王》在第76届威尼斯国际电影节非竞赛展映单元首映。
2020年，与约翰·大卫·华盛顿、伊丽莎白·德比齐合作出演由克里斯托弗·诺兰执导的电影《信条》在美国上映。2020年9月16日，与汤姆·赫兰德、比尔·斯卡斯加德、塞巴斯蒂安·斯坦合作出演的电影《神弃之地》在Netflix上线。
2022年，由马特·里夫斯执导的电影《蝙蝠侠》暂定3月4日在北美上映，罗伯特·帕丁森饰演布鲁斯·韦恩（蝙蝠侠）。
蝙蝠侠2022饰演布鲁斯·韦恩/蝙蝠侠导演马特·里夫斯主演佐伊·克拉维兹
神弃之地2020-9-16饰演PrestonTeagardin导演安东尼奥·坎帕斯主演汤姆·赫兰德、比尔·斯卡斯加德、塞巴斯蒂安·斯坦
信条2020饰演Neil导演克里斯托弗·诺兰主演约翰·大卫·华盛顿、伊丽莎白·德比齐
等待野蛮人2019饰演OfficerMandel导演西罗·格拉主演马克·里朗斯、约翰尼·德普
兰开斯特之王2019饰演TheDauphinofFrance导演大卫·米奇欧德主演提莫西·查拉梅、乔尔·埃哲顿、莉莉-罗丝·德普
灯塔2019饰演EphraimWinslow导演罗伯特·艾格斯主演威廉·达福
太空生活2018饰演Monte导演克莱尔·丹尼斯主演安德烈·本杰明、米娅·高斯、朱丽叶·比诺什
落难女子2018饰演SamuelAlabaster导演DavidZellner、NathanZellner主演米娅·华希科沃斯卡、罗伯特·福斯特
好时光2017饰演ConnieNikas导演本·萨弗迪、约书亚·萨弗迪主演詹妮弗·杰森·李、巴克德·阿巴蒂
迷失Z城2016饰演HenryCostin导演詹姆斯·格雷主演查理·汉纳姆、汤姆·赫兰德、西耶娜·米勒
战前童年2015饰演Charles/TheLeader导演布拉迪·科贝特主演斯塔西·马汀、利亚姆·坎宁安、贝热尼丝·贝乔
生活2015饰演DennisStock导演安东·寇班主演戴恩·德哈恩、乔尔·埃哲顿、本·金斯利
沙漠女王2015饰演ThomasEdwardLawrence导演沃纳·赫尔佐格主演妮可·基德曼、戴米恩·刘易斯、詹姆斯·弗兰科
沙海漂流人2014饰演Ray导演大卫·米奇欧德主演盖·皮尔斯、斯科特·麦克纳里
星图2014饰演JeromeFontana导演大卫·柯南伯格主演约翰·库萨克、朱丽安·摩尔、米娅·华希科沃斯卡
绝密任务：黑名单2013饰演EricMaddox导演让-斯蒂芬·萨瓦尔
暮光之城：破晓（下）2012-11-16饰演EdwardCullen导演比尔·康顿主演克里斯汀·斯图尔特、泰勒·洛特纳
大都会2012-05-25饰演EricPacker导演大卫·柯南伯格主演朱丽叶·比诺什、保罗·吉亚玛提、凯文·杜兰
漂亮朋友2012-02-27饰演GeorgeDuroy导演德克兰·多尼兰主演乌玛·瑟曼、克里斯汀·斯科特·托马斯、克里斯蒂娜·里奇
暮光之城：破晓（上）2011-11-18饰演EdwardCullen导演比尔·康顿主演克里斯汀·斯图尔特、泰勒·洛特纳
大象的眼泪2011-04-22饰演JacobJankowski导演弗朗西斯·劳伦斯主演瑞茜·威瑟斯彭、克里斯托弗·瓦尔兹
暮光之城：月食2010-06-30饰演EdwardCullen导演DavidSlade主演克里斯汀·斯图尔特、泰勒·洛特纳
记住我2010-03-12饰演TylerHawkins导演艾伦·寇尔特主演皮尔斯·布鲁斯南、艾米莉·德瑞文
暮光之城：新月2009-11-20饰演EdwardCullen导演克里斯·维兹主演克里斯汀·斯图尔特、泰勒·洛特纳
TheSummerHouse（短片）2009饰演Richard主演妲露拉·莱莉、大卫·布克
暮光之城2008-11-17饰演EdwardCullen导演凯瑟琳·哈德威克主演克里斯汀·斯图尔特
达利和他的情人2008-10-07饰演SalvadorDalí导演保罗·莫里森主演哈维尔·贝尔特兰、马修·麦克诺提
如何生活2008饰演Art导演OliverIrving主演丽贝卡·彼得跟
坏妈妈手册2007饰演DanielGale导演罗宾·谢普主演凯瑟琳·塔特
迷魂飞行员2006-10-31饰演TobyJugg导演ChrisDsrcacher主演朱利安·山德斯
Neverthink《暮光之城》原声
Letmesign《暮光之城》原声
ToRoam
straydog
InYourHead
I'llbeyourLovertoo
Iwasbroken
idon'tmind
Doin'Fine《howtobe》原声
Chokin'OnTheDustPart1《howtobe》原声
2012第21届最佳吻戏《暮光之城4：破晓（上）》（获奖)
2011第20届最佳吻戏《暮光之城3：月食》（获奖)
2011第20届最佳打斗场面《暮光之城3：月食》（获奖)
2011第20届最佳男演员《暮光之城3：月食》（获奖)
2010第19届最佳男演员《暮光之城2：新月》（获奖)
2010第19届最佳吻戏《暮光之城2：新月》（获奖)
2009第18届最具突破男演员《暮光之城》（获奖)
2009第18届最佳吻戏《暮光之城》（获奖)
2009第18届最佳打斗场面《暮光之城》（获奖)
2013第15届最佳爱情电影男演员《暮光之城4：破晓（下）》（获奖)
2013第15届最佳电影吻戏《暮光之城4：破晓（下）》（获奖)
2011第13届最佳剧情电影男演员《大象的眼泪》（获奖)
2011第13届最佳吸血鬼《暮光之城3：月食》（获奖)
2010第12届最佳电影吻戏《暮光之城2：新月》（获奖)
2010第12届最佳剧情电影男演员《记住我》（获奖)
2010第12届最佳电影火花《暮光之城2：新月》（获奖)
2010第12届最佳夏日电影男星《暮光之城3：月食》（获奖)
2009第11届最佳电影对峙戏《暮光之城》（获奖)
2009第11届最佳剧情电影男演员《暮光之城》（获奖)
2009第11届最佳电影吻戏《暮光之城》（获奖)
2017第27届最佳男主角奖《好时光》（提名)
2020第35届最佳男主角奖《灯塔》（提名)
2018第33届最佳男主角奖《好时光》（提名)
2019第13届最佳男主角奖《灯塔》（提名)
2017第11届最佳男主角奖《好时光》（提名)
2018最佳男主角奖《好时光》（提名)
2017第22届电影类最佳男主角奖《好时光》（提名)
2017最佳男主角奖《好时光》（提名)
2020第40届最佳英国/爱尔兰男演员奖《灯塔》、《太空生活》、《兰开斯特之王》（获奖)
2018第53届卡罗维发利国际电影节总统奖（获奖)
尽管罗伯特·帕丁森在《哈利·波特与火焰杯》片中早早地就被赐死了，瞩目度并不高，但他俊美的外表和浓厚的欧洲贵族气息依然让观众记住了他的名字，甚至被杂志称为“裘德·洛接班人”。在罗伯特·帕丁森的写真里，罗伯特常常大方地露出胸肌，咧嘴微笑，还经常穿着浸湿的衣服，性感十足。除此之外，罗粉们还认为罗伯特的气质和德普非常相像，尤其是嘴唇、鼻子，嘴巴都很精致，鼻孔都很小，都散发出忧郁、敏感、愤世嫉俗的味道（新浪娱乐评）。
罗伯特·帕丁森在《好时光》中的表演达到了他表演生涯的巅峰（时光网评）。罗伯特·帕丁森在《好时光》中扮演的绝望抢匪是他最入木三分的一次表演，伴随着影片中焦躁的视觉造型和激动的音乐，罗伯特·帕丁森用丰富的表演质感来处理人物内心的变化（《好莱坞报道者》评）。
