Он начал выступать в 1936 году вместе со своим братом и сестрой. Их трио называлось «The Three Little Hillbillies». В 1938 году вся семья Губитози переехала в город Лос-Анджелес, именно в тот период Роберт Блейк впервые снялся в кино. В те годы он был известен как Микки Губитози (Mickey Gubitosi). Первой значимой ролью стал Тото, которого актер сыграл в 1939 году в фильме «Bridal Suite». А в период с 1939 по 1944 год он под своим собственном именем снимался в детском комедийном сериале «Our Gang».
В 1942 году он взял себе новый псевдоним – «Бобби Блейк» (Bobby Blake). В 40-е годы он также сыграл в 23 эпизодах многосерийного вестерна «Red Ryder», а также участвовал в ряде других проектов. Роберта Блейка призвали в армию в 1950 году, а после демобилизации он принял твердое решение посвятить свою жизнь кинематографу. Для осуществления задуманного он начал заниматься в актерской школе Джеффа Кори (Jeff Corey). А уже к 1956 году снимался под именем «Robert Blake».
На протяжении 50-х и 60-х годов он сыграл в таких полнометражных фильмах и телевизионных сериалах, как «The Cisco Kid», «Have Gun Will Travel», «The Restless Gun», «The Purple Gang», «Pork Chop Hill», «Town Without Pity». В 1967 году ему досталась главная роль в фильме «In Cold Blood», снятом Ричардом Бруксом (Richard Brooks) по мотивам одноименного произведения Трумэна Капоте. Эта работа принесла актеру признание критиков и любовь зрителей.
Во второй половине 70-х годов Роберт Блейк воплотил на экране образ Тони Баррета – главного героя достаточно известного телесериала «Baretta». За свою блестящую игру он был удостоен премии «Emmy». Его последние киноработы относятся к концу 90-х годов, так, в 1997 году он появился в психологическом триллере «Lost Highway».
