Robert Pattinson nasceu em Londres, Inglaterra, filho de Clare e Richard Pattinson.6 Robert tem duas irmãs mais velhas, Elizabeth "Lizy" Pattinson, que é uma cantora, e Victoria Pattinson. Ele frequentou o Tower House School, exclusivo para meninos, e o Harrodian School e suas primeiras atuações no teatro foram com 15 anos, quando se matriculou na Barnes Theatre Company, atuando em peças como Macbeth e Guys and Dolls.
Pattinson desempenhou Edward Cullen no filme Crepúsculo, baseado no romance best-seller de Stephenie Meyer com o mesmo nome, que foi lançado em 21 de novembro de 2008 na América do Norte. Segundo o TV Guide, Pattinson estava inicialmente apreensivo com relação audições para o papel de Edward Cullen, temeroso de que não seria capaz de viver a "perfeição" esperada do personagem. Ele voltou ao seu papel de Edward Cullen nas sequências de Crepúsculo, Lua Nova, Eclipse e Amanhecer - Parte 1 e 2.