Роберт Чарльз Уилсон родился в Калифорнии, США, но вырос в Торонто и провел большую часть своей жизни в Канаде. В 2007 он получил канадское гражданство. В настояшее время Уилсон живет с своей женой Шэрри в Конкорде, Онтарио, к северу от Торонто. У него два сына, Пол и Девон.
Его книги получили ряд престижных наград: Hugo за роман «Spin», John W. Campbell Memorial Award за роман «Chronoliths», Theodore Sturgeon Memorial Award за повесть «The Cartesian Theater», три премии Aurora за романы «Blind Lake» и «Darwinia» и рассказ «The Perseids», а также Philip K. Dick Award за роман «Mysterium».
Помимо 15 романов (два из которых ждут выхода в печать) Уилсон также автор сборника рассказов «The Perseids and Other Stories». Первый свой рассказ он опубликовал в 1975 под псевдонимом Bob Chuck Wilson.
В своих произведениях Уилсон сочетает тонкий и выверенний психологизм с захватывающими воображение НФ-идеями. Стивен Кинг назвал Уилсона «возможно лучшим автором НФ на сегодняшний день».
Его самый известный роман, «Spin», открывает трилогию, в которую входят также романы «Axis» и «Vortex». Повесть «Джулиан: рождественская история», переводившаяся на русский язык, вышла в финалисты премии Hugo и стала основной для романа «Julian Comstock, A Story of the 22nd. Century», издание которого планируется на лето 2009 года.