映画監督のロバート・ダウニーと女優の母の間に生まれ、父親の監督作品で映画デビュー。高校を中退し俳優の道を進む。「サタデー・ナイト・ライブ」で注目を集め、映画初主演作品は「ピックアップ・アーチスト」。以降、多くの作品に主演。９２年には「チャーリー」でアカデミー主演男優賞にノミネートされる。９３年にモデルのデボラ・ファルコナーと結婚し一児の父親となるが、９６年から別居（０４年に離婚が成立）。同年麻薬不法所持などの事件も起した。一時期は回復したかに思えたがアリーの恋人役が好評だった「アリー・ｍｙラブ (4th Season)」全米放映期間中の０１年、再び薬物に手を出し６カ月間の矯正施設収容となり、同番組も途中降板となった。その後は特別プログラムによるリハビリに取り組み無事薬物依存から脱却、徐々に俳優業を復活させ、「歌う大捜査線」や「ゴシカ」といった注目作にも出演、改めて今後の活躍に期待が集まっている。「ゴシカ」で出会ったプロデューサー、スーザン・レヴィンと０３年に婚約、０５年８月めでたくゴールイン。