A francia-német határvidékről származott, több kultúra hatása alatt nőtt fel. A hívő katolikus lotaringiai ifjú papnak készült, végül mégis a jogi pálya mellett döntött. Tanulmányait németországi egyetemeken végezte. 1912-ben ügyvédként kezdett praktizálni, és a metzi városi tanács tagja lett. Az első világháborúban polgári szolgálatban vett részt Németországban, majd miután Elzász-Lotaringia visszakerült Franciaországhoz, 1919-ben felvette a francia állampolgárságot.

Ugyanebben az évben került be a francia nemzetgyűlésbe, ahol több évtizeden át volt Thionville képviselője. Sokáig a pénzügyi bizottságban dolgozott, 1940-ben menekültügyi kérdésekben vállalt kormányzati tisztséget. A náci megszállók letartóztatták, a börtönből két év múlva megszökött; a francia bencéseknél talált menedékre, és az ellenállási mozgalom aktív részvevője lett.

A második világháborút követően a kereszténydemokrata irányultságú Köztársasági Népi Mozgalom (MRP) meghatározó politikusaként pénzügyminiszternek nevezték ki, 1947 végétől egy évig (kis megszakítással) miniszterelnökként tevékenykedett. 1948 és 1952 között a külügyi tárcát irányította, az ötvenes évek közepén pedig igazságügyi miniszterként működött.
Robert Schuman meghatározó szerepet játszott az egységes Európa megteremtésében. Az Európa Tanács és a NATO megalakulása után, külügyminiszterként vetette fel 1950. május 9-én a mai EU elődjének tekinthető nemzetközi szervezet létrehozását. Nevezetes nyilatkozata szerint "ahhoz, hogy a békének meglegyen minden esélye, először egyetlen Európa kell. Immár nem puszta szavakra van szükség, hanem egy tettre, egy vakmerő és konstruktív akcióra." E kezdeményezésből "születik majd meg Európa, egy szilárdan egybeforrt és erősen összeácsolt Európa".

Az Európai Szén- és Acélközösség, a Montánunió létrehozása érdekében kidolgozott Schuman-terv a "kis-Európa" koncepció nyitánya lett. Az integráció első lépcsőfokaként 1951-ben hat ország aláírta a Montánunió-szerződést, amelyet 1957-ben az Európai Gazdasági Közösséget (EGK) és az Európai Atomenergia Közösséget (Euratom) létrehozó Római Szerződés követett. Az EGK-ből nőtt ki fokozatosan előbb az Európai Közösségek, majd napjaink Európai Uniója.

Az Európai Szén- és Acélközösség közgyűlésének örökébe lépő Európai Parlamenti Közgyűlés 1958-as első ülésén Schumant választották meg a testület elnökének. Amikor két év múlva távozott tisztségéből, az "Európa atyja" címmel tüntették ki, 1958-ban a németországi Aachen városa tevékenységét pedig Károly-díjjal ismerte el. A politikai élettől 1962-ben vonult vissza, miután az előző év telén szívinfarktus érte, és sokáig hevert magatehetetlenül az utcán. Az élete végéig agglegény Schuman, aki igazi hivatásának az elmélkedést tartotta, 1963. szeptember 4-én halt meg Metz közeli otthonában.

Robert Schuman nevét számos intézmény viseli, köztük az Európai Parlament épülete Luxembourgban, az unió brüsszeli központjában kerület őrzi nevét. Az 1950-es Schuman-nyilatkozat emlékére 1985 óta május 9-én ünneplik az Európa-napot, az európai integráció egyik legfontosabb jelképét. 1987-ben nevével díjat alapítottak, a kitüntetést az Európa ügyéért fáradozó politikusnak ítélik oda kétévente.