대학 졸업 후 바로 촬영소에 들어간 뿌리깊은 영화인. 1933년 형이 일하던 RKO에 편집조수로 취직하면서 영화계에 입문, 편집자로 출발해 41년 걸작 <시민 케인>를 비롯한 여러 작품에 참여했다.
그의 첫 연출작은 B급 영화인 <고양이 인간의 저주>를 절반 정도 진행했던 군터 폰 프리치가 스케줄 때문에 스튜디오와 불화가 생겨 편집자였던 로버트 와이즈가 연출을 떠맡게 되면서부터. 이 작품으로 연출력을 인정받은 그는 이어서 <마드모아젤 피피>, <신체강탈자> 등의 B급 영화를 연속으로 만들며 재능을 인정받기 시작했다.
현상금을 건 권투에 관한 영화인 1949년작 <셋업>은 칸영화제에서 비평가상을 수상하며 그를 최고의 감독으로 끌어올렸다. 51년의 명작 SF < The Day The Earth Stood Still >로부터 시작하여, <세가지 비밀>, <사막의 대진격>, <상처뿐인 영광>, <나는 살고 싶다> 등을 만들며 헐리우드 최고의 감독이라는 위치를 확고히 한 로버트 와이즈는 제롬 로빈과 함께 시작적, 동적 아름다움이 돋보이는 뮤지컬 <웨스트 사이드 스토리>와 <사운드 오브 뮤직>으로 아카데미 감독상을 수상하며 전성기를 구가했다. <스타 트렉> 이후 10년만인 89년에 뮤지칼 <루프캅(Rooftops)>를 연출 했으나 반응은 신통치않았다. 만년에는 미국 감독협회 회장 등을 역임하며 헐리우드의 원로로 활동해왔다.