Его отец был морским офицером, который со временем дослужился до адмирала. Детство Роберта прошло в городке Аннаполис. Роберт Дювалл окончил колледж в 1953 году и один год отслужил в армии США.
Вернувшись к гражданской жизни, Роберт Дювалл переехал в Нью-Йорк и поступил в школу актерского мастерства. Во время учебы он познакомился с будущими звездами - Дастином Хоффманом и Джином Хэкменом. Наставником Роберта по актерской школе стал Сэнфорд Мейснер, которому суждено было сыграть важную роль в карьере Дювалла.
Театральный дебют Роберта Дювалла состоялся в 1958 году, когда он вышел на сцену театра «Гейт» в пьесе «Профессия миссис Уоррен». В течение следующих лет актер играл во многих театрах, участвовал в постановках на Бродвее. Спектакль 1966 года «Дождись темноты» с Дюваллом в роли врача-психиатра стал настоящей сенсацией. Через год по этой пьесе сняли одноименный фильм с Одри Хепберн.
В 50-60-х годах Роберт Дювалл снимался в телешоу и сериалах. В основном это были эпизодические появления и второстепенные персонажи, пока он не получил роль Артура Рэдли в знаменитой драме «Убить пересмешника». Считается, что на эту роль его порекомендовал Сэнфорд Мейснер - его учитель из театральной школы. Характер своего героя актеру пришлось передавать без помощи слов, только языком мимики и жестов. С этим он справился на отлично, его роль получилась очень запоминающейся, хотя и была небольшой.
В 1969 году режиссер Френсис Форд Коппола пригласил Дювалла на одну из главных ролей в ленте «Люди дождя». Череду драматических ролей разбавила комедия «Военно-полевой госпиталь М.Э.Ш.». Дювалл доказал, что может не только растрогать публику до слез, но и насмешить ее. В 1971 году актеру посчастливилось поработать на съемочной площадке Джорджа Лукаса. В фантастическом фильме «Галактика THX-1138» Дювалл исполнил главную роль.
Но по-настоящему знаменитым актер стал после роли адвоката в культовом фильме «Крестный отец» Копполы. Он даже получил номинацию на премию «Оскар» как лучший исполнитель роли второго плана. Правда, в этот раз статуэтку получил другой артист. В 1974 году на экраны вышло продолжение саги о Крестном отце, где, разумеется, снимался и Роберт Дювалл.
Следующим хитом в фильмографии актера оказалась картина «Апокалипсис сегодня». Роль подполковника в новой военной драме Френсиса Форда Копполы принесла ему сразу несколько номинаций практически на все престижные премии: «Оскар», «Золотой глобус», «BAFTA».
По силе воплощения персонажей-военных Дювалл не знал себе равных в Голливуде. Так, роль подполковника в фильме «Великий Сантини» принесла ему уже третью по счету номинацию на премию «Оскар». Удачи в кино подстегнули театральные успехи актера. В 1977 году он вновь вернулся на Бродвей в спектакле «Американский буффало». И вновь его работа была высоко оценена критиками.
В 1984 году Роберт Дювалл настолько правдоподобно сыграл кантри-исполнителя Мака Следжа в фильме «Нежное милосердие», что снова был номинирован на «Оскар». На этот раз заветная статуэтка досталась именно Дюваллу.
Неоднократно Роберт Дювалл пробовал себя в роли режиссера. В 1997 году он поставил драму «Апостол», а в 2002 году - триллер «Убийственное танго». Еще больше фильмов, где Дювалл выступил в качестве продюсера. И в 90-е, и в 2000-е годы актер активно снимался, иногда выпуская по 4 фильма в год.
