Robert Altman è famoso per la sua capacità di realizzare film corali, come Nashville (1975), Un matrimonio (1978), I protagonisti (1992), Pret-a-Porter (1994).

Altman ha due figli, Christine e Stephen. Suo padre era un agente di assicurazioni. A sei anni entra alla scuola cattolica di St. Peters. Prima di trasferirsi alla Rockhurst high school, frequenta per un breve periodo una scuola superiore cattolica. In questo periodo Altman comincia ad occuparsi, in modo quasi ossessivo, della registrazione dei rumori e della sperimentazione sonora. I genitori lo iscrivono all'Accademia militare di Wentworth, a Lexington. Qui termina gli studi di ingegneria.

Nel 1945 si arruola in aviazione e diventa copilota di un B-24. Come pilota partecipa alla seconda guerra mondiale, in Indonesia e sul Borneo. Nel 1953, rientrato in patria, scrive per la radio. Realizza un documentario sulla neonata squadra di baseball di Kansas City. Subito dopo inizia a lavorare alla Calvin Company. Si occupa della realizzazione di documentari, spot pubblicitari e film didattici, imparando molto sulle tecniche cinematografiche.

Lasciata la Calvin Co., inizia a realizzare film con produzioni indipendenti. Nel 1955 Alfred Hitchcock gli offre la prima vera occasione cinematografica. Gli affida la regia di un episodio della sua famosa serie televisiva. Per alcuni anni lavora in produzioni televisive di successo, come Bonanza.

I suoi primi film sono The Delinquents e La storia di James Dean del 1957. Già da queste pellicole si intravede la sua tematica di autore: una visione dell'umanità in preda al delirio, all'ansia e animata dalla sete di successo.

Nel 1969 dirige M.A.S.H., pellicola che esce nel 1970. Questo film, sulla vita di un ospedale da campo durante la guerra di Corea, gli apre la strada alla regia cinematografica e lo lancia come autore. Vince la Palma d’oro al Festival di Cannes.

Con M.A.S.H. Altman si mette in evidenza per il metodo di produzione anti convenzionale: gli attori e la troupe vivono all'interno del set, ossia in un campo militare. A questo metodo si uniscono uno stile registico audace, fatto di sovrapposizioni, dialoghi improvvisati, montaggio e riprese semidocumentarie e la totale mancanza di riguardo verso i generi e le convenzioni di Hollywood.

Gli anni Settanta lo vedono attivo nella realizzazione di numerose opere di denuncia sociale: I compari del 1971, Il lungo addio del 1973, Gang e California Poker del 1974, Nashville del 1975.

In queste opere attinge a generi consolidati come la commedia, il western o il poliziesco, proponendo soluzioni personalissime di lucida contestazione, spesso venate di tagliente ironia. Nashville per esempio è una feroce satira della società americana, uno dei capolavori del cinema degli anni Settanta.

Il pubblico, i produttori e la critica non riescono a capirlo quando i suoi film diventano più complessi ed eccentrici, come accadde con Buffalo Bill e gli indiani (1976), Un matrimonio (1978) e Quintet (1978).

Nel 1980, dopo il semi fallimento del film Popeye - Braccio di Ferro, che, pur non andando in perdita, non ottiene grandi consensi, decide di chiudere il proprio centro di produzione hollywoodiano.

Per qualche anno cura la regia di spettacoli off Broadway. Sul grande schermo torna con film di poco successo commerciale, come Jimmy Dean, Jimmy Dean (1982), Streamers (1983) e Terapia di gruppo (1987).

Nel 1990 realizza per la televisione Vincent e Theo, incentrato sulla vita di Vincent Van Gogh. Nel 1992 dirige I protagonisti con Whoopi Goldberg, Greta Scacchi e Tim Robbins. E' una sarcastica satira sull'ambiente hollywoodiano. Con questo film torna al successo commerciale.

Nel 1993 esce America oggi, un intricato intreccio di piccole storie ambientato nel sud della California, tratto dai racconti di Raymond Carver. Con questo film vince, ex aequo con Tre colori-Film Blu di Kieslowski, il Leone d’oro alla Mostra del Cinema di Venezia.

Nel 1994 esce Prêt-à-Porter (1994): tenta la stessa operazione, incentrando il racconto sul mondo dell'alta moda. Gli interpreti sono Marcello Mastroianni, Sofia Loren (che ripropongono la celebre scena del film Ieri oggi e domani di Vittorio De Sica), Julia Roberts e Tim Robbins.

Tra i suoi ultimi film: Conflitto di interessi (1997), nel 1999 La fortuna di Cookie, con Glenn Close, Julianne Moore e Liv Tyler. Nel 2000 dirige Richard Gere e Helen Hunt nella pellicola Il dottor T. e le donne.

Nel 2001 esce Gosford Park. La pellicola è interpretata da Kristin Scott-Thomas e Michael Gambon. Al Festival di Berlino 2002 riceve l'Orso d'oro alla carriera.

Il 12 febbraio 2002 riceve, sempre con Gosford Park, la candidatura agli Oscar 2002, nella categoria miglior film, miglior regia e miglior sceneggiatura.