Robert de Croÿ wurde 1500 als Sohn von Henri de Croÿ, Graf von Porcéan und Charlotte de Chateaubriand geboren. Der Bischof von Cambrai, Jacques de Croÿ, war sein Onkel, der Kardinal Guillaume de Croÿ, Bischof von Cambrai und Erzbischof von Toledo und Charles de Croy, Bischof von Tournai, waren Brüder von Robert.
Nachdem sein älterer Bruder Kardinal Guillaume de Croÿ 1519 auf das Bistum Cambrai verzichtet hatte, wurde Robert am 17. August 1519 zum Bischof von Cambrai ernannt. Die Bischofsweihe erhielt er erst zehn Jahre später am 13. Juni 1529, die Inbesitznahme seiner Diözese erfolgte am 5. August 1529, dem Tag an dem der Damenfriede von Cambrai unterzeichnet wurde. Nach dem Bruch des Friedensvertrags, 1536, verwandelte Kaiser Karl V. die Stadt, gegen den Willen Roberts, in eine Zitadelle.