פטינסון נולד בלונדון, אנגליה, בנם של קלייר (לבית צ'ארלטון), עבדה בסוכנות דוגמנות, ושל ריצ'רד פטינסון, עבד בייבוא מכוניות מארצות הברית. לו שתי אחיות גדולות, ליזי פטינסון, זמרת, וויקטוריה פטינסון. גדל בפרבר הלונדוני בארנס ולמד בבית הספר היסודי Tower House School עד גיל 12. השלים את לימודיו בבית הספר The Harrodian School.
בצעירותו, נטל חלק פעיל בתיאטרון המקומי, Barnes Theatre Company.
קריירה
דוגמנות
פטינסון החל לעבוד בדוגמנות בגיל 12, אולם לאחר ארבע שנים חלה ירידה בביקוש לעבודתו. בדצמבר 2008 הוא הסביר את חוסר הביקוש לעבודתו כדוגמן במאפיינים החיצוניים הגבריים שלו. לדבריו, "כאשר התחלתי לראשונה הייתי די גבוה ונראיתי כמו ילדה, אז קיבלתי הרבה עבודות, משום שזה היה בתקופה בה המראה האנדרוגיני היה מגניב. אז, אני מניח, הפכתי לבחור יותר מדי, אז לא קיבלתי עוד עבודות. הייתה לי קריירת דוגמנות לא מוצלחת ביותר". ב-2007 הופיע כדוגמן במספר פרסומות, בהן קמפיין הפרסום לביגוד של חברת Hackett.
פטינסון החל את דרכו בתחום המשחק בתיאטרון חובבים, ולאחר שצבר ניסיון מאחורי הקלעים, החל להשתתף כממלא מקום של שחקנים בתיאטרון. הוא משך את תשומת לבו של סוכן שחקנים במחזה "טס" מאת תומאס הארדי, ומאז החל להשתתף בסרטים בתפקידי משנה שונים. תחילה שיחק בתפקיד משנה בסרט הטלוויזיה "קללת הטבעת" בשנת 2004. מאוחר יותר באותה שנה השתתף בסצנה בסרט "יריד ההבלים", אך הסצנה נמחקה מהגרסה הקולנועית והופיעה רק בגרסת ה-DVD.
ב-2008 השתתף בתפקיד אדוארד קאלן בסרט "דמדומים", המבוסס על ספרה של סטפני מאייר, בעל אותו השם[4]. הסרט זכה להצלחה והפך לשובר קופות, ופטינסון הפך לכוכב בעקבותיו. הוא זכה במספר פרסי MTV ו-Teen Choice Award על תפקידו בסרט[5]. בנוסף הופיע ב-2008 בסרט "How to Be". ב-2009 יצא הסרט השני בסדרת סרטי דמדומים, "דמדומים 2: ירח חדש", שזכה גם הוא להצלחה וביסס את מעמדו של פטינסון כשחקן מצליח; גם על תפקידו בסרט זה זכה פטינסון במספר פרסי MTV ו-Teen Choice Award. ב-2009 כיכב פטינסון גם בסרט "Little Ashes", בתפקיד סלבדור דאלי.
ב-2010 יצא סרטו "זכרי אותי לנצח" (Remember Me), בו כיכב לצד אמילי דה רייבין. פטינסון שימש לראשונה גם כמפיק בפועל של הסרט[6]. בנוסף כיכב בשנה זו בסרט השלישי בסדרת סרטי דמדומים, "דמדומים 3: ליקוי חמה"[7], וזכה במספר פרסי MTV ו-Teen Choice Award על תפקידו. באותה שנה דירג אותו "טיים מגזין" כאחד האנשים המשפיעים ביותר, והמגזין "Forbes" כאחד הידוענים החזקים ביותר.
במקביל לעבודתו כשחקן, פטינסון מנגן בפסנתר ובגיטרה, וכותב קטעי מוזיקה ושירה משלו. הוא שר שניים מקטעי המוזיקה המופיעים בפסקול הסרט "דמדומים": "Let Me Sign" שנכתב על ידי מרכוס פוסטר ובובי לונג, ו-"Never Think", אותו גם כתב בשיתוף עם סאם בראדלי. גם בסרטו "How To Be" מבצע פטינסון שלושה שירים, שנכתבו על ידי המלחין ג'ואו הייסטינגס.
בשנת 2010 זכה פטינסון בפרס "הזמרים המשפיעים והכי פחות צפויים של הוליווד".
בשנת 2013 שיתף פעולה עם להקת ההיפ הופ האקספרימנטלית דת' גריפס בשירם "birds".
פרסים ודירוגים
פטינסון הופיע ברשימת "100 הגברים הסקסיים" לשנת 2008 ו-2009 במגזין "People". המגזין "Vanity Fair" דירג אותו כאחד ממקבלי השכר הגבוה ביותר בהוליווד, עם הכנסות המוערכות בכ-18 מיליון דולר בשנת 2009.
בשנת 2009, "Ask Men" דירג אותו כאחד מ-49 האנשים המשפיעים ביותר.
חיים אישיים
בשנת 2008, החל לצאת עם השחקנית האמריקאית קריסטן סטיוארט. סטיוארט הודתה בקיומה של מערכת היחסים לראשונה ביולי 2012, לאחר שהמגזין "Us Weekly" טען שהיא לכאורה קיימה רומן עם הבמאי רופרט סנדרס, אשר ביים את הסרט "שלגייה והצייד" בו השתתפה. לאחר מכן פורסמה התנצלותה של סטיוארט לפטינסון. לאחר פרידה קצרה של כמה חודשים השניים חזרו לזוגיות, אולם במאי 2013 פורסם כי הם נפרדו[14].
בספטמבר 2014 החל פטינסון לצאת עם הזמרת הבריטית FKA twigs. באפריל 2015 השניים התארסו. שנה לאחר שהוכרזו האירוסין, ביטל פטינסון את אירוסיו עם הזמרת[15]. בספטמבר 2017 הזוג נפרד.
באמצע שנת 2018 החל לצאת עם השחקנית והדוגמנית האנגלייה סוקי ווטרהאוס[16]. הזוג עבר להתגורר בלונדון[17]. בנובמבר 2023 פורסם כי הזוג מצפה לילד ראשון. במרץ 2024 נולדה ביתם.