Дата и место рождения Роберта Вине точно не установлены. По всей вероятности, он родился в 1873 году в Бреслау (сегодня Вроцлав), а не в 1881 году в Дрездене, как это часто указывается. Его отец Карл Вине был известным саксонским придворным артистом чешского происхождения. Младший брат Конрад Вине стал театральным актёром и кинорежиссером.
В 1894 году в Берлине Роберт Вине начал изучать юриспруденцию, а через год продолжил учёбу в Вене. В 1908 и 1909 годах был руководителем двух небольших театров. В 1913 году дебютировал в кино в качестве сценариста и режиссера. Всемирную известность получил благодаря экспрессионистскому фильму «Кабинет доктора Калигари» (Das Cabinet des Dr. Caligari, 1920). Поставил в том же стиле «Генуине» (Genuine, 1921), «Раскольников» (Raskolnikow, 1923) по Достоевскому и «Иисус Назаретянин, Царь Иудейский», 1923) с Григорием Хмарой.
В 1934 году Роберт Вине эмигрировал из Германии и после коротких остановок в Будапеште и Лондоне обосновался в Париже. Попытка поставить вместе с Жаном Кокто звуковой римейк фильма «Кабинет доктора Калигари» успехом не увенчалась.
Роберт Вине умер 17 июля 1938 года в Париже.