Neveu de l’éphémère pape Marcel II, il naquit à Montepulciano, dans la république de Florence, le 4 octobre 1542, dans une famille noble et influente. Après avoir étudié chez les jésuites, il envisagea un temps de devenir médecin avant d’entrer dans la Compagnie de Jésus le 20 septembre 1560. Après trois années passées au noviciat à Rome, il fut envoyé poursuivre ses études à Mondovi, puis à Padoue, et enfin à Louvain, où il acquit une réputation de grand érudit. Il y fut ordonné prêtre le 25 mars 1570 et y enseigna la théologie thomiste pendant plusieurs années. Durant cette période, il lutta particulièrement contre le baïanisme, doctrine hétérodoxe ancêtre du jansénisme.

En 1576, alors qu’il était en mauvaise santé, il fit un voyage en Italie : le pape Grégoire XIII l’y retint et le chargea de donner des cours au Collège romain, devenu depuis l’Université pontificale grégorienne. Maître en l’art de la disputatio, il mettait ses connaissances théologiques et ses compétences rhétoriques au service de la défense de la saine doctrine contre les hérésies ; il rédigea en ce sens les Disputationes de controversiis Christianæ fidei, adversus hereticos, un « best-seller » de l’époque. Il fut aussi directeur spirituel de saint Louis de Gonzague, avant d’être envoyé en France par Sixte Quint aux côtés du cardinal légat Henri Caietan afin de négocier avec la Ligue suite à l’assassinat d’Henri III.

Le pape Clément VIII, élu en 1592, disait de lui : « L’Eglise de Dieu n’a pas son égal en érudition. » Il le choisit comme théologien personnel, diffusa son petit catéchisme, la Dottrina cristiana breve, dans les paroisses, et l’éleva au rang de cardinal le 3 mars 1599, avant de le sacrer archevêque de Capoue le 21 avril 1602. On dit qu’en 1605, après la mort de Clément VIII, il aurait été élu pape si l’Espagne n’avait pas posé son veto. Le nouveau pape, Paul V, l’appela à Rome et le fit siéger dans diverses congrégations ; il s’engagea notamment dans la défense du pouvoir temporel de la papauté, publiant en 1610 De potestate summi Pontificis in rebus temporalibus.

Robert Bellarmin passa ses dernières années à Rome, sans jamais obtenir la permission de se retirer de Paul V, qui disait : « L’Eglise ne peut pas se passer de lui ! » Il rédigea encore quelques ouvrages de spiritualité, dont De ascensione mentis in Deum per scalas rerum creatorum opusculum. Il mourut à Rome, au collège jésuite, le 17 septembre 1621. Canonisé par Pie XI le 29 juin 1930, il fut déclaré Docteur de l’Eglise l’année suivante. Lors de l’audience générale qu’il lui consacra le 23 février 2011, Benoît XVI déclara : « Dans les écrits de cet homme de gouvernement, on perçoit de manière très claire, malgré la réserve derrière laquelle il cache ses sentiments, le primat qu’il accorde aux enseignements du Christ. Saint Bellarmin offre ainsi un modèle de prière, âme de toute activité : une prière qui écoute la Parole du Seigneur, qui se satisfait d’en contempler la grandeur, qui ne se replie pas sur elle-même, mais est heureuse de s’abandonner à Dieu. »