1937年6月26日，理查森出生于美国 华盛顿 乔治敦大学医院，成长于 弗吉尼亚州阿灵 顿县。

理查森不记得自己小时候对科学有什么特别的兴趣，“但我确实是很热爱上学。”理查森说，在自己上小学四年级的1946年，全家从那栋二战时住过的公寓大楼搬了出来，在阿灵顿县的郊外买了栋房子。这种情况在战后的美国很常见。理查森由此转去了沃特利兹小学上学，并对历史产生了浓烈的兴趣。因为学习成绩优异，理查森在老师的认可和鼓励下，直接跳过四年级入读了六年级。

1954年，理查森从华盛顿·李高中毕业，进入 弗吉尼亚理工大学读大学。理查森说华盛顿·李高中的数学和科学课程并没什么特别， 物理学和 生物学的教学方法也十分陈旧，“我在学校里被告知当温度处在绝对零度时，所有的物体都会停止运动。还好这个说法是错误的，要不然我后来就不会发现氦-3的超流性了。” 理查森说，直到大学二年级，自己才上过 微积分课程。

进大学后，理查森以为自己将来会成为一个 电气工程师，但很快就发现自己对四五个小时的机械制图课以及将 基尔霍夫定律生搬硬套的课程失去兴趣。理查森又试着将兴趣转向 化学专业，但在学习过程中 发现自己在 定量分析方面有很大障碍，“我有色盲，我无法很准确地在溶液的颜色指标从红色转成蓝色时将其辨别出来，除非我将液体调得特别浓。后来，我还跑去向教授抱怨，他说我已经很幸运了，能在这么早就发现自己先天性的缺陷。我注定成不了一名化学家。”成不了化学家的理查森最终将目标转向了物理学，一学就学了几十年，“我并不是十分勤勉的学生，但每次总也能算得到了合理的成绩。”

1958年，理查森从弗吉尼亚理工大学毕业后，又接着在该校读了 研究生，并于1960年获得物理学 硕士学位。在美国陆军军械陆战队服役后，理查森又于1966年从 杜克大学获得物理学 博士学位，师从物理学家霍斯特·迈耶。理查森自1968年开始在美国康奈尔大学任教，先后任康奈尔大学原子和固态物理实验室主任、校长高级科研顾问及科研副教务长。

1971年，罗伯特·科尔曼·理查森与同事大卫·莫里斯·李（David Lee）以及自己 的学生道格拉斯·D·奥谢洛夫（Douglas Osheroff）发现 氦同位素——氦-3能在高于绝对零度0.002度的状态下，表现出超流动性。

也正是这项工作，让三人分享了1976年的英国物理学会第八届西蒙纪念奖乃至1996年的诺贝尔物理学奖。

氦-3超流体的发现在 天体物理学上有着奇特应用，人们使用相变产生的氦-3超流体可以验证宇宙中如何形成所谓宇宙弦的理论。氦-3超流体的发现不仅对 凝聚态物理的研究起了推动作用，而且在此发现过程中所使用的 核磁共振方法，还开创了用核磁共振技术进行断层检验的先河，现如今核磁共振断层检验已发展成医疗诊断的普遍手段。

美国国家科学院院士；

芬兰科学院外籍院士；

长安大学名誉教授。