Роберт Карлайл родился в Глазго. После прочтения на актерских курсах сценария Артура Миллера «Суровое испытание» (Arthur Miller “The Crucible”) он впервые получил роль. После своего дебюта в фильме «Немой крик» (Silent Scream) в роли Большого Вудси (Big Woodsy) Карлайл снялся еще в нескольких фильмах, в том числе картинах Кена Лоач (Ken Loach ) «Отбросы общества» (Riff Raff) и «Песня Кары» (Carla’s Song) и Антонии Берд (Antonia Bird) «Священник» (Priest) Но только главная роль в британском телесериале «Хэмиш Макбет» (Hamish Macbeth) привлекла к нему внимание аудитории. А роль Бегби (Begbie) в фильме «На игле» (Trainspotting) сделала его известным и среди американских зрителей. Затем последовали роли Газа (Gaz) в фильме «Мужской стриптиз» (The Full Monty and Face) и «Авторитет» (Еру Face), которые принесли ему премию Британской киноакадемии. За ролями Планкета (Plunkett) в фильме «Планкет и Маклин» (Plunkett & Macleane) и полковника Ивза (Ives) в «Людоеде» (Ravenous) последовала роль злодея Ренада (Renard) в очередной серии бондианы «И целого мира мало» (The World Is Not Enough), а затем роль Малакки (Malachy) в «Прах Анджелы» (Angela’s Ashes) и Дэффи (Daffy) в фильме «Пляж» (The Beach). Из недавних работ можно отметить его роли в фильмах «Там только один Джимми Гримбл» (There’s Only One Jimmy Grimble) «Последняя война» (To End All Wars), «51-й штат» (The 51st State), «Однажды в Средиземноморье» (Once Upon a Time in the Midlands), «Черное и белое» (Black and White) «Мертвая рыба» (Dead Fish), «Школа танцев и обольщения Мэрилин Хотчкисс» (Marilyn Hotchkiss’ Ballroom Dancing and Charm School) и «Могучий кельт» (The Mighty Celt) и фантастической эпопеи «Эрагон» (Eragon).

Из его недавних ролей на телевидении явилась главная роль в телефильме «Гитлер: восстание зла» (Hitler: The Rise of Evil) и короля Якова I (King James I) в фильме «Заговор против короны» (Gunpowder, Treason and Plot). Он также сыграл Сергея Карповича (Sergei Karpovich) в телевизионном мини сериале «Живой театр» (Human Trafficking), за что получил премию «Эмми».

Карлайл основал театральную труппу Raindog в 1991 году вместе с четырьмя актерами, а также является партнером Британской кинокомпании «4 Ways». Он оказался в новогоднем списке награжденных премией «OBE» за 1999 год. Карлайл только что закончил сниматься в фильме «Потоп» (The Flood) Доминика Сэваджа (Dominic Savage).