Robert Duvall werd in 1931 in California geboren als zoon van een militaire officier. Zelf diende hij ook twee jaar in het leger, waarna hij in 1955 ging acteren aan de Neighboorhoud School of the Theatre in New York. Daar ontstond zijn vriendschap met de acteurs
Dustin Hoffman en
Gene Hackman.
Duvall werd bekend tijdens zijn stage als acteur in New York in 1965 waarbij hij een Obie Award won voor zijn rol in
Arthur Millers 'A View from the Bridge'. Daarna speelde hij in tv-series en in verschillende films, waaronder in
The Chase.
Voor zijn rol in
Francis Ford Coppola's
The Godfather ontving hij zes Academy Awards en dit betekende voor hem dan ook een carrière doorbraak.