R.J. Wagner 1930 yılında Detroit'te bir çelik yöneticisinin oğlu olarak dünyaya geldi. Ailesi o altı yaşındayken Los Angeles'a taşındı. Her zaman oyuncu olmak isteyen Wagner, bu hedefinin peşinden giderken çeşitli işlerde (Clark Gable'ın golf taşıyıcılığı da dahil) çalıştı, ancak ailesiyle birlikte Beverly Hills'teki bir restoranda yemek yerken bir yetenek avcısı tarafından keşfedildi. İlk kez The Happy Years (1950) filminde rol alan Wagner, 20th Century Fox ile anlaştı ve bu şirket onu yıldızlığa doğru dikkatle geliştirdi. Romantik başrolleri kolaylıkla oynadı, ancak stüdyo yöneticileri onun dramatik bir aktör olarak potansiyelini Kalbimin Sesi'nde (1952) iki sahnelik savaş gazisi rolünü üstlenene kadar fark etmedi. Prens Yiğit (1954) ve Jesse James'in Maceraları (1957) filmlerinde başrol oynadı ve Ölmeden Önce (1956) filminde soğukkanlı bir katili canlandırdı. Ancak 60'lı yılların ortalarında, Pembe Panter'den (1963) sonra sinema kariyeri durma noktasına geldi. Birkaç yıl işsiz kaldıktan sonra Wagner televizyona saygın bir geçiş yaptı ve It Takes a Thief (1968) adlı casusluk dizisinin yıldızı oldu. Polis dizisi Switch'te (1975) de rol aldı, ancak Wagner'in en büyük başarısı, 1979'dan 1984'e kadar süren ve o zamandan beri ara sıra TV filmi formunda yeniden canlandırılan uluslararası popüler Hart to Hart'ta (1979) Stefanie Powers'ın karşısında yer almasıydı (bir başka dizi, Esrar Perdesi (1985), Wagner'in genç rol arkadaşı Samantha Smith'in trajik ölümü nedeniyle hızla iptal edildi). Hollywood'un en iyi vatandaşlarından biri olarak kabul edilen Robert Wagner, başarılı bir şekilde başrol kariyerini sürdürmeye devam etti; ayrıca Stefanie Powers ile birlikte okuyuculara yönelik tiyatro sunumu "Love Letters" ile turneye çıkarak son zamanlarda bir sahne kariyeri başlattı. Avanak Ajan: Uluslararası Gizem Adamı (1997) ve devam filmlerinde Dr. Evil'in uşağı İki Numara rolüyle başarı yakaladı ve 2007'de CBS sitcomu Two and a Half Men'de (2003) yinelenen bir rol olan Teddy Leopold'u canlandırmaya başladı. Wagner, Jill St. John ile evlidir ve Aspen'de yaşamaktadır.