Bir avukatın oğlu olan Richard Carlson, performanslarında iç gözlemci bir niteliğe sahipti ve ilk başta olmayı arzuladığı akademisyenin her santiminde görünüyordu. Minnesota Üniversitesi'nden İngilizce Master derecesiyle mezun olduktan sonra, uzun boylu, siyah saçlı genç, mezun olduğu okulda kısa bir süre drama öğretmenliği yaptı. Ancak bunun yerine sahne sanatlarında karar kılarak, parasını Minneapolis'te kendi tiyatrosunu satın almaya ve kendisini yıldız olarak öne çıkarmaya yatırdı. 23 yaşına geldiğinde, Broadway'de Ethel Barrymore, Jimmy Durante ve Ethel Merman'ın karşısında oynamak için yeterli oyunculuk kimliğini kazanmıştı. Bir yazar olarak bir kenara çekilerek, bir dizi kısa öykü yayınlayarak ılımlı bir başarı elde etti, ancak "Western Waters" adlı oyunu Broadway'de bir fiyasko oldu ve sadece yedi gösteriden sonra kapandı. Tam da Richard'ın talihi yaver gitmiyor gibi görünürken, yapımcı David O. Selznick tarafından aktör/yazar/yönetmen olarak bir sözleşme teklif edildi. 1938 yapımı Züğürt Milyoner filminde başrol oyuncusu Janet Gaynor tarafından ilk kez beyazperdede oynaması için teşvik edilen Richard, kalıcı olarak Kaliforniya'ya taşındı. Önümüzdeki birkaç yıl boyunca, her zaman çekingen genç rolünde olmak üzere (çoğunlukla RKO'da) birkaç film yaptı. Bunların çoğu, doğaüstü temalı Beyond Tomorrow (1940) gibi unutulmaz ikinci filmler ya da nostaljik Anna Neagle müzikali No, No, Nanette (1940) gibi ticari başarısızlıklardı. Bununla birlikte, yıldızlaşan bir performansı vardı: William Wyler'ın Lillian Hellman'ın güney melodramı Öldürünceye Kadar'ın (1941) parlak uyarlamasındaki gazeteci David Hewitt. Bunu, meyveli (ama son derece keyifli) melodram White Cargo'da (1942) bir başka iyi rol ve klişe, sıradan bir suç filmi olan Highways by Night'ta (1942) başrol izledi. Sonra araya 2. Dünya Savaşı girdi ve Richard askerlik görevini yaptı. Beyazperdeye döndüğünde, savaş öncesi performanslarını karakterize eden yoğunluk ve canlılıktan yoksundu. Birkaç yıl kayıtsız oyunculuk rollerinden sonra Richard, MGM'nin Hazreti Süleyman'ın Hazineleri (1950) filminin cömert Technicolor yeniden çevriminde üçüncü sırada görünmek için yenilenmiş enerji buldu. Belki de şaşırtıcı bir şekilde bu, A sınıfı filmlerde daha fazla rol almasına yol açmadı. Bunun yerine Richard Carlson kendisini, geçen yıllar içinde kült statüsü kazanan birkaç bilimkurgu filminin beklenmedik yıldızı olarak buldu. Jack Arnold'un (Ray Bradbury'nin bir öyküsünden uyarlanan) ufuk açıcı Gökten Gelen Canavar (1953) filminde Richard, iyi niyetli ama oldukça gizemli bir astronom rolünde, iyi huylu olduğu anlaşılan bir uzaylı varlığına tanıklık ediyordu. Performansındaki samimiyet, Gizli Kuvvet (1953) (benzer ahlaki tonlara sahip) ve atmosferik Kara gölün canavarı (1954) filmlerinde de benzer roller almasını sağladı. 1954 yılına kadar Selznick ile yaptığı ilk sözleşmede yönetmenlik de öngörülmesine rağmen Richard kamera arkasında çalışmadı. Ardından, Yıldızlara Seyahat (1954) adlı aptalca bir sözde-bilimsel önermenin sorumluluğunu akılsızca kabul etti; düşük bütçeli bu girişim, drama pahasına gerçekçilik ve teknik saçmalıklarla boğulmuştu. Sonraki on iki yıl boyunca, aralarında Four Guns to the Border (1954) ve Kid Rodelo (1966) gibi western filmlerinin de bulunduğu daha iyi ikinci filmlerin yanı sıra bir dizi televizyon bölümü yönetti. Ayrıca ara sıra TV senaryoları yazdı ve çeşitli dergilere kurgusal olmayan konularda makaleler yazdı.50'li yılların başlarında - Amerika McCarthyist paranoyanın pençesindeyken - Richard, FBI adına Komünist Parti'ye sızan Herbert A. Philbrick (1915-1993) (dizinin aynı adlı kitabından uyarlanmıştır) rolünü oynadığı I Led 3 Lives (1953) dizisinin yıldızı olarak daha geniş bir izleyici kitlesi kazandı. Dizi o dönemde üç yıl ve 115 bölüm sürecek kadar popüler olduğunu kanıtladı. Richard, Mackenzie's Raiders (1958) filminde güneybatı sınırını ehlileştiren sadık Albay Ranald Mackenzie rolüyle bir başka yinelenen rol daha aldı. Oyunculuk kariyerinin geri kalanında The Virginian (1962), Perry Mason (1957), The F.B.I. (1965) ve Cannon (1971) gibi western ve dedektif dizilerinde konuk oyuncu olarak yer aldı. 1975'te emekli olduktan sonra Richard hayatının son iki yılını Sherman Oaks, California'da geçirdi.