Родился Джуниор 4 апреля 1965 г в Нью-Йорке в семье режиссёра, актёра и продюсера Роберта Дауни. Его зовут мать была актрисой.
Карьера Джуниора началась в 5 лет, где он играл больного щенка в фильме 1970 г. "Загон". Учился Роберт в центре исполнительских искусств "STAGEDOOR MANOR". В 1978 г. родители разводятся, и сын едет за отцом в Калифорнию, но вскоре понимает, что для продолжения карьеры следует отправляться в Нью-Йорк.
В 1984 г. Роберт знакомится с Сарой Джессикой Паркер и от прессы не было отбоя. Существенной проблемой для актёра стали наркотики. Ещё в 8 лет он узнал, что такое марихуана по предложению отца. 7 лет Джуниор был в отношениях с Сарой.
В 1992 г. актёр играет Чарли Чаплина. За эту роль Роберт удостоился наминации на премию Оскар. Его замечают, как серьёзного актёра.
В этом же году он женился на певице и актрисе Деборе. У них есть общий сын Индио, родившийся в 1993. Но пара рассталась из-за той же тяги Дауни к наркотикам. С 1996 по 2003 год Роберт неоднократно попадал под арест за ношение не зарегистрированного оружия, хранение наркотиков, проникновение в частный дом: в нетрезвом состоянии он вошёл в дом соседей и заснул там на кровати. Даже принудительное лечение не помогало.
В 1997 году он провел 4 месяца в тюрьме Лос-Анджелеса. В 1999 году был приговорён к 3 годам лишения свободы. С Дауни разорвали контакты все студии. После года, проведённого в тюрьме, Роберта выпустили досрочно.
Однако, он никак не мог избавится от престрастия. Его продолжали арестовывать и выпускать под залог.
Возвращение в большое кино состоялось в 2003 году, благодаря его другу Мэлу Гибсону, который оплатил страховку на снятие в фильме "Поющий детектив".
Переломным моментом стало знакомство с продюсером Сюзан Левин на съёмках в "Готике". Роберт прошёл очередной курс лечения в LA ради своей любви к Сюзан.
Вылечевшись он сделал ей предложение руки и сердца в 2005.
Старший сын Дауни тоже увлёкся наркотиками. В 20 лет в его машине полицейские нашли запрещённые вещ-ва. Индио выпустили под залог в 10.000 долларов. Он прошёл курс лечения и встал на путь исправления.
Ошеломительная популярность к Роберту приходит после выхода "Железного Человека".
Гонорар актёра за фильм составил 500.000 долларов. За то за следующую часть он получил 10.000.000, а за третью 75.000.000 долларов.
Роль Роберта в "Солдатах неудачи" привела его ко второй номинации на Оскар и он становится самым высокооплачиваемым актёром в Голливуде.
В 2008 году Роберт попал в список 100 самых влиятельных людей мира и был называем актёром года.