Robert De Niro grandit dans le quartier de Little Italy à New York. Il quitte l'école à seize ans pour suivre les cours d'art dramatique du Dramatic Workshop, de l'école de théâtre de Stella Adler et du Luther James Studio. Il suit l'enseignement de Lee Strasberg à l'Actors' Studio, où il fait la rencontre d'Harvey Keitel. Il monte pour la première fois sur scène dans L'Ours d'Anton Tchekhov, et fait des débuts discrets au cinéma, en 1965, comme figurant dans le film de Marcel Carné, Trois chambres à Manhattan.
Un an plus tard, Robert De Niro fait la connaissance de Brian De Palma avec qui il tourne trois comédies semi-improvisées : The Wedding Party (1966), Greetings (1968) et Hi, Mom ! (1969). Mais c'est Martin Scorsese qui révèle ses talents de comédien au grand public grâce au polar Mean Streets (1973), dans lequel il interprète le fougueux Johnny Boy. L'année suivante, son personnage de jeune Vito Corleone dans Le Parrain, 2ème partie de Francis Ford Coppola lui vaut l'Oscar du Meilleur second rôle en 1974. Après sa troublante performance dans Taxi Driver (1976), Robert De Niro s'affirme comme un acteur de composition, épousant totalement le profil de ses rôles. Perfectionniste, il va jusqu'à apprendre le saxophone pour la comédie musicale New York, New York (1977), à vivre aux côtés de mineurs-sidérurgistes dans Voyage au bout de l'enfer (1978), à prendre trente kilos pour jouer un boxeur sur le déclin dans Raging Bull (1980), performance qui lui vaut l'Oscar du Meilleur acteur, ou encore à apprendre la messe en latin pour les besoins de Sanglantes confessions (id.).
Parallèlement à la fructueuse collaboration qu'il poursuit avec Martin Scorsese (La Valse des pantins, Les Affranchis, Nerfs à vif, Casino), Robert De Niro joue la carte de la diversité avec plus ou moins de succès. On le retrouve ainsi au générique de films de gangsters dont il s'est fait une spécialité (Il était une fois en Amérique, Les Incorruptibles), de films d'anticipation (Brazil, 1985), de fresques historiques (Mission, Palme d'or à Cannes en 1986), de thrillers surnaturels comme Angel Heart (1987) ou encore de comédies comme Midnight Run (1988). Egalement fidèle au cinéaste Irwin Winkler (La Liste noire, La Loi de la nuit), l'acteur s'essaie en 1994 à la réalisation avec le drame Il était une fois le Bronx. Douze ans plus tard, il réitérera l'expérience derrière la caméra avec Raisons d'Etat sur la naissance de la CIA.
Entre-temps, il se mesure à quelques cadors comme Kenneth Branagh pour qui il interprète la créature de Frankenstein en 1995, Al Pacino (Heat, et douze ans plus tard La Loi et l'ordre), Sylvester Stallone (Copland, 1997), Dustin Hoffman (Des hommes d'influence, 1998) ou encore Marlon Brando (The Score, 2001). Après avoir tourné sous la houlette de deux "pointures" (Quentin Tarantino pour Jackie Brown (1998) et John Frankenheimer pour le film d'action Ronin), Robert De Niro "cachetonne" dans des comédies grand public comme Mafia Blues (1999), Personne n'est parfait(e) (2000), Mon beau-père et moi (id.) ou encore Showtime (2001). On le voit également s'égarer dans des thrillers de peu d'intérêt (15 minutes, Père et flic, Godsend, Trouble jeu), mais il parvient toutefois à nous surprendre en s'illustrant dans des registres auxquels il n'était guère habitué jusqu'à présent comme l'animation (Gang de requins, Arthur et les Minimoys) et l'heroic fantasy (Stardust, le mystère de l'étoile), et en s'éloignant d'un jeu parfois caricatural et trop "grimaçant" (Panique à Hollywood, Everybody's Fine).
Continuant de jouer dans des films légers, il est à l'affiche des deux films, Mon beau-père, mes parents et moi (2004) et Mon beau-père et nous (2010) ainsi que dans la comédie d'action Machete de Robert Rodriguez et Ethan Maniquis où il interprète un sénateur véreux.
D'un rôle de sénateur au cinéma, il devient dans la vie le 64e président du jury du Festival de Cannes en 2011, où il consacre The Tree of Life de Terrence Malick. La même année, il s'illustre dans pas moins de cinq films, aux genres très différents : les thrillers Stone et Limitless, le film d'action Killer Elite et les comédies romantiques Happy New Year et L'Amour a ses raisons (tourné en italien, langue qu'il n'avait plus utilisée à l'écran depuis Le Parrain, 2ème partie, 37 ans plus tôt). L'année suivante, c'est dans le rôle du père marginal de Paul Dano, dans le drame Monsieur Flynn, qu'on le retrouve. Cette même année, il est également à l'affiche de Red Lights et Unités d'Elite, deux films qui ne parviennent pas à redorer le blason de la grande star qu'il était.
L'Italo-Américain refait toutefois rapidement parler de lui en 2013, à l'occasion de la comédie dramatique Happiness Therapy. Dans le rôle du paternel ahurissant de Bradley Cooper, il livre une prestation très remarquée. Il termine cette année avec deux comédies : Malavita de Luc Besson et Last Vegas où il partage l'affiche avec Morgan Freeman, Michael Douglas et Kevin Kline. En janvier 2014, les Français voient Robert De Niro rehausser ses gants de boxe en compagnie de Sylvester Stallone, pour les besoins de Match Retour.
