Né à Marietta en Georgie, Robert Patrick décide de devenir acteur ,alors qu'il étudie à la Bowling Green State University.

C'est en 1984, année où il s'installe à Los Angeles, qu'un directeur de casting travaillant pour Roger Corman le remarque en beatnik dans la pièce GO. Le jeune comédien fait ainsi ses premières armes dans la profession dans des séries B post-Rambo ou post-Mad Max, tournées aux Philippines par Cirio H. Santiago.

Toujours sous l'égide de Roger Corman, il s'essaie brièvement à la comédie dans "Hollywood Boulevard 3".
Tueur rapidement liquidé par Bruce Willis dans 58 MINUTES POUR VIVRE, Robert Patrick est choisi par James Cameron pour incarner T-1000, l'androïde en métal liquide de TERMINATOR 2. Il reprend ce rôle sous forme de clins d'oeil à deux reprises (LAST ACTION HERO et WAYNE'S WORLD), puis dans TERMINATOR 2 3-D, attraction du parc des studios Universal de Floride.

Robert Patrick compte parmi ses autres interprétations marquantes COPLAND, STRIPTEASE et FIRE IN THE SKY.

Il sera prochainement dans TEXAS BLOOD MONEY, la suite d'UNE NUIT EN ENFER. Sur les planches, il a récemment été l'un des principaux interprètes de "The Shawl", une pièce de David Mamet.