Роберт Карлайл родился 14 апреля 1961 года в шотландском городе Глазго . Когда ему было четыре года, его мать ушла из семьи, и Роберта воспитывал отец. В 16 лет он бросил школу, уехал в Англию, но через несколько лет вернулся в Шотландию. Потом, прочитав пьесу Артура Миллера "Испытание", Карлайл увлекся театром, стал заниматься в актерских классах в Центре искусств в Глазго, а позже один семестр проучился в Королевской шотландской академии музыки и драматического искусства. Актер подвизался на различных ролях на телевидении, играл на театральных площадках, блеснув ролью Оберона в спектакле "Сон в летнюю ночь", поставленную Королевским шотландским оркестром. В 1991 году Роберт Карлайл вместе с четырьмя другими актерами основал театральную труппу "Raindog", которая заметна новаторскими постановками. Киноаудитория узнала об актере в 1991 году, после фильма Кена Лоуча "Подонки". Карлайла заметили, и вскоре последовали новые работы. Международное признание пришло к нему после роли Бегби в фильме "На игле", вышедшего на экраны в 1996 году. В том же фильме снимался и Эван Макгрегор. На следующий год успех ожидал его с картиной Питера Каттанео "Мужской стриптиз", номинированной на пять "Оскаров". Благодаря этому Роберт Карлайл стал одним из самых "кассовых" зарубежных актеров в Голливуде. В 1999 году вместе с Лив Тайлер и Джонни Ли Миллером он снялся в историко-костюмном боевике "Планкетт и Маклейн", а вместе с Гаем Пирсом в весьма необычном фильме "Людоед" - помеси вестерна и "ужастика". В "бондовском" фильме "И целого мира мало" Роберту Карлайлу досталась роль главного злодея.