Родился в Уокигане, штат Иллинойс, но вырос в Южной Калифорнии. Oкончил Калифорнийский и Бостонский университеты, в 1974 и 1975 гг. соответственно получил в обоих бакалаврскую и магистерскую степени по литературе и английскому языку. В 1982 году в Калифорнийском университете в Сан-Диего получил еще одну (по сути уже третью!) степень, на этот раз докторскую по литературе. Его работа, ставшая докторской называлась — «Романы Филиппа Дика», в 1984 году была издана отдельной книгой. Еще в студенческие годы опубликовал свои первые рассказы — «Возвращаясь в Диксиленд» и «В оркестре Пирсона» (сборник «Orbit-18», 1975). До 1984 г. публиковал лишь рассказы, один из которых — «Черный воздух» — завоевал Всемирную премию фэнтези в 1983 г.
Внимание публики и критики Робинсон привлек своим дебютным романом «Дикий берег» (1984) — первой частью трилогии «Округ Оранж». Каждый роман трилогии представляет собой альтернативную версию жизни округа в одно и то же время, различаются лишь декорации: мир после глобальной катастрофы («Дикий берег»). антиутопия («Золотое побережье», 1988) и утопия («Тихоокеанский край». 1990).
Помимо этой трилогии, у Робинсона вышло несколько отдельных романов («Айсхендж», 1984; «Побег из Катманду», 1989, и др.), а также ряд сборников рассказов и повестей. Лучшей повестью автора критики считают повесть «Слепой геометр», завоевавшую в 1987 г. премию «Небьюла».
Не так давно Робинсон завершил работу над поистине грандиозным проектом — трилогией «Марс» о грядущем завоевании «красной планеты». Все три романа получaли премии «Хьюго» и «Небьюла».
В 1982 он женился на Лайзе Хоуланд Науэлле, ученой, занимающейся проблемами экологической химии. Они имеют двух сыновей. Робинсон жил в Калифорнии, Вашингтоне, и Швейцарии (в течение 1980-ых). Tеперь живет в Дэвисе, Калифорния.
