Il naquit vers 1029, dans les environs de Troyes, dans une famille noble. Entré chez les bénédictins de Moutier-la-Celle à l’âge de 15 ans, il devint par la suite prieur de l’abbaye. En 1068, les moines de Saint-Michel de Tonnerre le choisirent comme abbé ; les ayant trouvés peu respectueux des règles, et fatigué de leurs intrigues, il retourna rapidement dans son abbaye d’origine.

Quelques années plus tard, il se mit, à la demande du pape Grégoire VII, à la tête de quelques ermites dans la forêt de Molesme, en Côte d’Or. Il y fonda en 1075 l’abbaye de Molesme, qui reçut de nombreux dons et s’éloigna de la règle stricte qu’il avait fixée.

Robert quitta alors Molesme pour fonder en 1098 l’abbaye de Cîteaux, point de départ d’un nouvel ordre respectant la pureté de la règle monastique, l’ordre des cisterciens. Sur ordre du pape Pascal II, il dut toutefois retourner à Molesme, où il eut la consolation de voir les moines mieux disposés à respecter la règle. Il y mourut vers avril 1110, et fut canonisé par Honorius III en 1220.