Robert Francis Vaughn 22 Kasım 1932'de New York'taki Charity Hastanesi'nde, gösteri dünyasında çalışan Marcella Frances (Gaudel) ve Gerald Walter Vaughn çiftinin oğlu olarak dünyaya geldi. Babası bir radyo oyuncusuydu ve annesi sahnede rol alıyordu. Robert ilk olarak Cemiyet kurbanı (1959) filmindeki Oscar adayı rolüyle kamuoyunun dikkatini çekti. Ertesi yıl, bir western klasiği olan Yedi Silahşörler'deki (1960) yedi kişiden biriydi. Bu kadar popüler filmlerde oynamasına rağmen genellikle televizyonda iş buldu. 1950'lerin sonundan 1960'ların başına kadar 200'den fazla kez konuk oyuncu olarak yer aldı. İlk büyük rolünü 1963 yılında The Lieutenant (1963) filminde aldı. Robert bu rolü konuk oyuncu olmaktan televizyonda başrol oyuncusu olmaya geçiş yapma niyetiyle aldı. Bu dizideki çalışması sayesinde yapımcı Norman Felton ona The Man from U.N.C.L.E. (1964) dizisindeki Napoleon Solo rolünü teklif etti.1960'ların en popüler televizyon dizilerinden biri haline gelen dizi son derece başarılı dört yıl (1964-68) geçirdi. Bu dizi Vaughn'u uluslararası bir televizyon yıldızı yaptı ama Vaughn sinema kariyerine başlamak istedi ve 1968'de dizi bittikten kısa bir süre sonra Gangsterin Kaderi (1968) filminde Steve McQueen ile birlikte rol alarak bunu başardı. Artık tam zamanlı olarak sinemada çalışıyordu, Ecel Köprüsü (1969) ve Aklını Arayan Adam (1970) filmlerinde rol aldı ve bir değişiklik yaparak bu kez İngiltere'de televizyona geri döndü. The Protectors (1972) dizisinde başrol oynadı ve 1970'lerin ilk yarısı boyunca İngiltere'de kaldı. 1970'lerin ortalarında Amerika Birleşik Devletleri'ne döndü ve 1978'de Washington ile Emmy Ödülü almasıyla sonuçlanan çok başarılı bir televizyon mini dizi rolleri serisine başladı: Behind Closed Doors (1977) ile Emmy Ödülü ve ertesi yıl Backstairs at the White House (1979) ile adaylık kazandı.1970'ler Robert'ın hayatında önemli bir dönem oldu. 1974 yılında aktris Linda Staab ile evlendi ve McCarthy "Red Scare" döneminde Hollywood kara listeye alma üzerine 1972 yılında "Only Victims" adıyla yayınlanan tezini tamamladı: A Study of Show Business Blacklisting" adıyla yayımlandı. 1980'li yıllarda televizyon ile sinemayı karıştırdı. O'nun çocuğu (1981), Süpermen 3 (1983), Zafer topu (1986) ve Kara Ay (1986) gibi filmlerdeki rolleriyle dikkat çekti. Televizyonda, başta A Takımı (1983) ve Zümrüt Noktası N.A.S. (1983) olmak üzere birçok başarılı dizide rol aldı. 1990'larda da aynı çeşitlilikte roller üstlendi. As the World Turns (1956), The Nanny (1993) ve Law & Order (1990) gibi dizilerin yanı sıra TV için yapılan filmler onun için popüler bir seçim oldu. Rol aldığı klasik filmin 1998 yapımı yeniden çevrimi olan The Magnificent Seven (1998) dizisinde bir rolü vardı. Ayrıca Joe's Apartment (1996) ve BASEketball (1998) gibi büyük filmlerde ve sonraki yıllarda daha küçük rollerde yer aldı.Robert, 11 Kasım 2016'da Ridgefield, Connecticut'ta akut lösemiden öldü. Son oyunculuk deneyimi olan Gold Star (2017), öldüğü yıl gösterime girdi.