Am 06. August 1917 wurde Robert Mitchum in Bridgeport, Connecticut geboren. Sein Geburtsname lautet Robert Charles Durman Mitchum. Die Schulzeit absolvierte er in der McKinsey Grammar School. Einige Jahre später zieht die Familie nach New York.
Der Vater starb bereits ein Jahr nach Robert Mitchums Geburt. Mit fünfzehn Jahren heuert Robert auf einem Schiff an und trampt die nächsten Jahre quer durchs Land.
Als der Zweite Weltkrieg ausbricht, arbeitet Robert Mitchum als Blechstanzer. Nebenbei verdient er sein Geld als Darsteller am Broadway auf der Theaterbühne. Die Karriere Robert Mitchums beginnt 1943 als Schauspieler in der Hopalong Cassidy-Serie.
In diesem Jahr kommen 19 Filme, in denen er mitspielt, in die Kinos, unter anderem mit Stan Laurel und Oliver Hardy.
1944 bekommt Robert bei RKO den lang ersehnten Sieben-Jahres-Vertrag.
Mit dem Film "Schlachtgewitter am Monte Cassino" erhält er 1944 einen Oscar als Bester Nebendarsteller. Weitere Nominierungen gab es leider nicht. 1946, nachdem er die Armee verlassen hat, spielt Robert seine erste Hauptrolle in dem Westernfilm "Verfolgt".
 In den folgenden Jahren steht Robert mit vielen Berühmtheiten vor der Kamera, wie z.B. John Wayne oder Marilyn Monroe. Außerdem ist er in vielen Filmen zu sehen.
Ab den 80er Jahren produziert er verstärkt für das Fernsehen. 1940 heiratet Robert seine langjährige Freundin Dorothy Spence. Die beiden bekommen in den nächsten Jahren drei Kinder.
Zwei der Kinder und später Roberts Enkel werden auch als Schauspieler auf der Bühne stehen.
Am 01. Juli 1997 verstirbt Robert Mitchum in Kalifornien.