Rössle svolse delle indagini patologiche in diversi aspetti della medicina, tra cui malattie del fegato, allergie, infiammazioni, patologia cellulare e geriatria. Descrisse gli aspetti associati a una forma di cirrosi biliare secondaria che una volta fu chiamata "sindrome di Hanot-Rössle" (chiamata in congiunzione con il medico francese Victor Charles Hanot (1844-1896)).
Rössle pubblicò oltre 300 articoli di medicina ed fu editore di 39 volumi di Archiv für Pathologische Anatomie und Physiologie und für Klinische Medizin di Virchow (ora: Virchows Archiv).
Il Robert-Rössle-Hospital and Tumor Institute è stato nominato in suo onore. Si trova presso il Max-Delbrück-Center of Molecular Medicine presso l'Università Humboldt di Berlino