Nagyapja a szegénység miatt vándorolt ki Algériába, ahol akkor még békésen élt egymás mellett a két nép és kultúra, Merle is ott született. A második világháború alatt három évig volt német hadifogságban, a dunkerque-i csatában szerzett élményeit Két nap az élet című regényében örökítette meg, ezért kapta 1949-ben a Goncourt-díjat.

A felszabadulás után egyetemeken tanított, a kommunista pártból 1980-ban zárták ki, mert a Szovjetunió afganisztáni bevonulását gyarmatosításnak nevezte.

Pszichológiai érdeklődése ihlette Mesterségem a halál című regényét, amely az auschwitzi haláltábor megszervezőjének fiktív önéletrajzát adja dokumentumok alapján. Robert Lange személyében a precíz hivatalnok és a tömeggyilkos kettősségét, a hű parancsvégrehajtót állítja elénk, akinek milliók elgázosítása csupán technikai feladat, s mindezt el tudja különíteni magánéletétől.

Későbbi regényeiben is a háború, az erőszak és a tömegtéboly eredőit és hatásait igyekezett bemutatni. Sikerének titka, hogy felelősségtudattal alkalmazott társadalomkritikáját izgalmas, fordulatos meseszövéssel párosította. A sziget című regénye a Bounty matrózai lázadásának kapcsán a faji előítéletek és az erőszak kérdéseit elemzi.

Az Üvegfal mögött az 1968-as párizsi diáklázadásokat örökítette meg, egy napba sűrítve a francia egyetemi ifjúság érzés- és gondolatvilágát. Firtatta a tudomány felelősségét és aggódott az emberiség jövőjéért: az Állati elméket az esztelen fegyverkezéssel szembeszálló humánum ihlette, feltéve a kérdést: megmenti-e az emberiség önmagát, vagy sorsunk csupán a jóindulatú, emberséges delfineken múlik? Állat és ember kapcsolatait elemezte a Majomábécé is, amely egyben az ember által elszabadított, ellenőrizhetetlen erők metaforája.

A Malevil az atomháború túlélőinek küzdelmét ábrázolta, némileg megjósolva a csernobili katasztrófát. A Védett férfiak a férfi-nő viszonyt swifti helyzetben elemzi: egy járvány miatt a férfiak zöme kipusztul, csak a betegséget kutató orvoscsoport marad életben, míg a nők a maguk hatalmát valósítják meg.

Regényt írt egy rakétákkal ellátott atom-tengeralattjáró hétköznapjairól is, melyen két napot tölthetett, a Madrapur egy távolsági repülőgépen összezárt társaság feszültségeit jeleníti meg. E könyvek sajátos műfaja a politikai regény, a szatíra és a sci-fi ötvözete. Igen népszerű regénysorozata a Francia história, a 12 regényből álló ciklus a vallásháborúk korával foglalkozik.
Több drámát és esszét is írt, fő színpadi műve a Sziszifusz és a Halál, melyben a békét, a haladást szolgáló hős ellopja a Halál tollát, aki így nem tudja könyvébe bejegyezni a halálraítéltek nevét.

Robert Merle hazánkban az egyik legnépszerűbb francia író, minden könyvét lefordították, 3,5 millió példány kelt el belőlük. Bátor társadalomkritikája, nem lankadó felelősségtudata, szerencsés témaválasztása, fordulatos, gazdag meseszövése avatták világszerte megbecsült íróvá.