Brown è nato nel quartiere di Harlem e cresciuto a Brooklyn, ed ha fatto parte del programma accademico Prep for Prep, che forniva opportunità alle minoranze di New York di frequentare istituti scolastici privati. Brown frequenta l'Amherst College, dove gioca a football americano, cosa che gli dà l'esperienza necessaria per recitare in uno dei suoi ruoli maggiormente ricordati, quello di Ernie Davis nel film del 2008The Express.[1]
In precedenza Brown era già diventato noto presso il grande pubblico per aver recitato nel 2000 accanto a Sean Connery nel film Scoprendo Forrester, che rappresentava il suo debutto nella recitazione, ed a cui Brown si era approcciato in seguito ad un annuncio sulla bacheca della scuola e senza mai aver avuto alcuna esperienza precedente. Nel 2005 aveva inoltre interpretato il ruolo di Kenyon Stone in Coach Carter, al fianco di Samuel L. Jackson. Nel 2006 recita insieme ad Antonio Banderas nel film Ti va di ballare?. Nel 2008 Rob Brown è stato nominato portavoce ufficiale dell'associazione Light the Night Walk, a favore dei malati di leucemia.