Robert Walser vokste opp i en barnerik familie i Biel i det vestlige Sveits. Broren Karl Walser var teatermaler. På grunn av familiens trange økonomi fikk han aldri fullføre gymnaset, men gikk i banklære i Berner Kantonalbank i Biel.
I 1895 arbeidet han for et forlag i Stuttgart, og i de følgende årene hadde han forskjellige stillinger i Zürich.
Forfatter
I 1898 ble Walsers første dikt offentliggjort i tidsskriftet Der Bund. Han kom inn i kretsen omkring tidsskriftet Die Insel, hvor han ble kjent med blant andre Franz Wedekind, Max Dauthendey og Otto Julius Bierbaum. I 1905 utdannet han seg til tjener i Berlin, hvor han bodde fra 1906 til 1913. Her skrev han romanen Geschwister Tanner («Søsknene Tanner»), Die Gehülfe («Assistenten») og Jakob von Gunten. Han offentliggjorde også korte prosastykker i aviser og tidsskrifter. På denne tiden skaffet han seg et navn og var en av Hermann Hesses og Franz Kafkas yndlingsforfattere.
I 1913 vendte han tilbake til Biel, og i 1921 flyttet han til Bern. I disse årene levde han av å skrive for aviser og tidsskrifter. Ved siden av skrev han utkast med mikroskopisk blyantskrift, som ikke ble utgitt før lenge etter hans død (Aus dem Bleistiftgebiet).
Etter et sammenbrudd ble Walser i 1929 innlagt ved det psykiatriske sykehuset Waldau utenfor Bern. I 1933 ble han overført til sykehuset Herisau i hjemkantonen Appenzell Ausserrhoden, hvor han levde til sin død.Fra 1936 til sin død fikk han besøk av forfatteren Carl Seelig, som tok Walser med på spaserturer og senere beskrev dem i boken Wanderungen mit Robert Walser («Vandringer med Robert Walser»). Hans siste bevarte tekster, i hovedsak dikt, prosa og dramatikk nedtegeat med millimeterhøye bokstäver på kvitteringer og konvolutter, skrev han årene rett før innleggelsen. Disse «mikroskrifter», som se skulle bli kalt, ble dekyptert og publisert i 1980-årene.
Han døde av et slag under en spasertur i snøen i nærheten av sykehuset.