Nato a Winchester - nell’Indiana - nel settembre 1914, dopo varie esperienze come assistente al montaggio (fra il 1935 ed il 1938) e come montatore (Situazione imbarazzante - 1939 - e Le mie due mogli - 1940 - di Garson Kanin, La ragazza della quinta strada - 1939 - di Gregory La Cava, Notre Dame - 1939 - e L’oro del demonio - 1941 - di William Dieterle, Balla, ragazza, balla - 1940 - di Dorothy Arzner, i celebri Quarto potere - 1941 - e L’orgoglio degli Amberson - 1942 - di Orson Welles, Tre ragazze e un caporale - 1942 - di Tim Whelan, 19° stormo bombardieri - 1943 - e Il passo del carnefice - 1943 - di Richard Wallace, The Iron Major - 1943 - di Ray Enright), esordisce alla regia con Mademoiselle Fifi (1944) e Il giardino delle streghe (1944).

L’anno seguente dirige l’horror La jena (1945, conosciuto anche con il titolo L’uomo di mezzanotte), con il grande Boris Karloff, e si afferma quattro anni dopo con Stasera ho vinto anch’io (1949), con Robert Ryan, Audrey Totter, George Tobias e Alan Baxter, robusto film che si svolge nel mondo della boxe e di cui ripeterà il successo (sia di pubblico sia di critica) sette anni dopo con Lassù qualcuno mi ama (1956), con Paul Newman (al suo secondo film), Pier Angeli, Sal Mineo, Everett Sloane ed i giovani Steve McQueen e Robert Loggia (al loro esordio cinematografico).

Regista molto eclettico, nel corso della sua carriera dirige film di fantascienza (Ultimatum alla Terra - 1951 -, tratto dal racconto di Harry Bates Addio al padrone ed interpretato da Michael Rennie, Patricia Neal, Hugh Marlowe e Sam Jaffe, e Andromeda - 1971 -, tratto dal libro omonimo di Michael Crichton ed interpretato da Arthur Hill, David Wayne, James Olson e Kate Reid ), polizieschi (il noir Strategia di una rapina - 1959 -, tratto dal libro di William McGivern ed interpretato da R. Ryan, Harry Belafonte, Shelley Winters, Ed Begley e Gloria Grahame), musical (West Side Story - 1961 -, con Nathalie Wood, Rita Moreno, Richard Beymer e Russ Tamblyn, The Sound of Music - 1965 -, con Julie Andrews, Christopher Plummer, Eleanor Parker e Richard Haydn, e Un giorno… di prima mattina - 1968 -, con Julie Andrews, Daniel Massey, Richard Crenna e Michael Craig), western (Sangue sulla luna - 1949, conosciuto anche con il titolo Vento di terre selvagge -, tratto dal racconto di Luke Short Gunman’s Choice ed interpretato da Robert Mitchum, Barbara Bel Geddes, Robert Preston, Walter Brennan, Phyllis Thaxter, Tom Tully e Frank Faylen, ottimo esempio di western arricchito da numerose atmosfere noir, Due bandiere all’Ovest - 1950 -, con Joseph Cotten, Linda Darnell, Jeff Chandler e Cornel Wilde, La legge del capestro - 1956 -, con James Cagney e Irene Papas - al suo primo film hollywoodiano), ed affronta anche questioni contemporanee come ad esempio la “giungla” della società industriale dell’epoca (La sete del potere - 1954 -, tratto dal libro di Cameron Hawley ed interpretato da William Holden, June Allyson, Barbara Stanwyck e Fredric March) e la pena di morte (Non voglio morire - 1958 -, tratto dalla vera storia di Barbara Eleine Wood Graham e della sua ingiusta condanna a morte ed interpretato da Susan Hayward - Oscar come Miglior Attrice Protagonista -, Simon Oakland, Virginia Vincent e Theodore Bikel) con grande padronanza espressiva e contenuti tutt’altro che superficiali.

Fra gli altri film da lui diretti ricordiamo A Game of Death (1945), Criminal Court (1946), i noir Perfido inganno (1947), con Claire Trevor, Lawrence Tierney e Walter Slezak, e La collana insanguinata (1948), Tre segreti (1950), con Eleanor Parker, Patricia Neal e Ruth Roman, Ho paura di lui (1951), con Richard Basehart, Valentina Cortese e William Lundigan, La città prigioniera (1952), Something for the Birds (1952), Destinazione Mongolia (1953), con Richard Widmark e Don Taylor, I topi del deserto (1953), con Richard Burton, Robert Newton e Robert Douglas, ATTORI, Solo per te ho vissuto (1953), Elena di Troia (1956), con Rossana Podestà, Jack Sernas, Cedric Hardwicke e Stanley Baker, Questa notte o mai (1957), con Jean Simmons, Paul Douglas, Anthony Franciosa e Julie Wilson, Quattro donne aspettano (1957), con Jean Simmons, Joan Fontaine, Paul Newman e Piper Laurie, Mare caldo (1958), con Clark, Gable, Burt Lancaster, Jack Warden e Brad Dexter, La ragazza del quartiere (1962), con Shirley MacLaine e Robert Mitchum, l’horror Gli invasati (1963), con Julie Harris, Claire Bloom, Richard Johnson, Russ Tamblyn, Quelli della San Pablo (1966), con Steve McQueen, Richard Attenborough, Richard Crenna e Candice Bergen, Two People (1973), Hindenburg (1975), con George C. Scott e Anne Bancroft, Audrey Rose (1977), con Marsha Mason, Anthony Hopkins, John Beck e Norman Lloyd, Star Trek (1979), con William Shatner, Leonard Nimoy e DeForest Kelley, la prima versione cinematografica del celebre telefilm della fine degli anni Sessanta, e il modesto Combat Dance - A colpi di musica (1989).

Robert Wise è stato presidente della Directors Guild of America (dal 1971 al 1975) e dell’Academy of Motion Picture Arts and Sciences (dal 1985 al 1988). Ha fatto parte del consiglio di amministrazione dell’American Film Institute - dove ha diretto il Center of Advanced Film Studies - ed è stato membro del Department of Film al MoMa di New York 

Dopo il film tv A Storm in Summer - Temporale d’estate (2000) si ritira a vita privata, qualche anno prima della sua scomparsa.