1922년 브레스트에서 태어났다. 우수한 학생이었던 그는 1945년 국립 농업 학교를 졸업한 뒤 국립 통계 경제 연구소, 식민지 유실수 연구소 등의 연구원으로 모로코, 기니, 마르티니크 등에도 근무했다. 연구원으로 근무하면서 소설 습작을 하다가, 1953년 소설 『고무 지우개』로 데뷔하면서 주목할 만한 신인 작가로 떠올랐다. 이 소설로 로브그리예는 페네옹상을 받았고, 미뉘 출판사 제롬 랭동의 문학 담당 고문이 되었다. 1954년에는 직장도 그만두고 전업 작가의 길을 걷게 되었다. 두 번째로 발표한 소설 『엿보는 자』(1955)는 프랑스 비평계를 양분시키며 격렬한 논쟁을 불러일으켰다. 모리스 블랑쇼, 조르주 바타유 등의 지지를 받으며 그해 비평가상을 거머쥔 『엿보는 자』는 롤랑 바르트와 제라르 주네트 등 많은 비평가들의 주목을 끌었고, 이후 로브그리예의 소설 중 가장 유명하고 또 가장 비중 있는 작품으로 알려지게 되었다. 이 소설은 거의 수학적일 정도로 차갑고 정밀한 묘사가 기이한 비현실성과 환상을 산출해 내는 범죄 소설이다. 로브그리예의 다른 소설로는 『질투』(1957), 『미로에서』(1959), 『뉴욕에서의 혁명 계획』(1970),『시역』(1978) 등이 있다. 로브그리예는 소설가이자 누보로망의 이론가로서뿐 아니라 영화인으로서도 큰 업적을 남겼다. 알랭 레네를 위해 「지난해 마리엔바트에서」(1961)의 시나리오를 쓴 것을 필두로, 영화감독으로서 「불멸의 여인」(1963),「유럽 횡단 급행열차」(1966), 「쾌락의 점진적 변화」(1973), 「포로가 된 미녀」(1982) 등을 만들어 주목을 받았다. 로브그리예는 1978년과 1997년 강연차 두 차례 한국을 방문한 바 있다. 2004년, 82세의 나이로 아카데미 프랑세즈 회원에 선출된 그는 2008년 심장마비로 숨을 거두었다.