Roberto nacque verso il 1024 nei pressi di Troyes nella Champagne (Francia), figlio di Teodorico ed Ermengarda, parenti dei conti di Tonnerre e dei visconti di Beaune.

Secondo la tradizione i suoi famigliari, devoti cristiani, erano soliti elargire ai poveri molte elemosine. Poco prima della sua nascita, alla madre, apparve in sogno la Santa Vergine, che le offrì un anello d'oro affermando: "Io voglio per fidanzato il figlio che tu hai concepito: ecco l'anello del contratto".

I genitori furono allora solleciti all'educazione del figlio ed all'età di quindici anni decisero di affidarlo alle cure dei benedettini dell'abbazia di Moutier-la-Celle, nei pressi di Troyes, ove divenne un modello per gli altri monaci che, pieni di stima nei suoi confronti, lo vollero, nel 1053, quale loro priore.

Qualche anno dopo (1068 e il 1072), i monaci di Saint-Michel-de-Tonnerre, (nel territorio della diocesi di Langres nelle Haute-Marne), lo elessero loro abate, per abilità nell'arte del governo. Roberto tentò di riportare i monaci alla piena osservanza della regola, scontrandosi però con l'irrigidimento e l'ostinazione di molti suoi sottoposti.

Constatato con tristezza l'inutilità dei suoi sforzi, desistette e lasciò il monastero. Nel bosco di Collan -nei pressi di Tonnerre- sette eremiti di varia provenienza, si erano riuniti per praticare una vita comunitaria dedita alla penitenza e non avendo ancora un superiore ed essendo a conoscenza della sua fama, lo invitarono ad occupare tale ruolo nella loro comunità Scorgendo in essi un'ottima disposizione a seguire Gesù povero e sofferente, il pio monaco si lasciò convincere dalle loro insistenze ed accettò l'invito, ma il priore di Saint-Michel-de-Tonnerre vi si oppose.

Considerando tale atto un vero e proprio affronto alla propria comunità, spinse i monaci a trattenere con loro Roberto promettendogli maggiori deferenze ed ubbidienze. Dimostrando però ben presto di non essere minimamente intenzionati a correggere il loro comportamento, Roberto decise di abbandonarli e ritornare al suo primo monastero di Moutier-la-Celle.

Libero da impegni di governo, nella calma e nella solitudine del chiostro, poté gustare al meglio le delizie della contemplazione e comprendere pienamente i disegni che Dio aveva su di lui.

L'ubbidienza lo costrinse in seguito a trasferirsi nel Priorato di Saint-Ayoul, alle dipendenze di Moutier-le-Celle, ma gli eremiti di Collan tentarono nuovamente di farsi assegnare Roberto e si rivolsero direttamente al pontefice Alessandro II, ottenendo l'approvazione della loro comunità e la sua nomina a superiore. Roberto accettò con gioia il nuovo incarico, ma essendo la solitudine di Collan troppo malsana, preferì condurre i tredici eremiti nella foresta di Moleste, nella Còte d'Or.

Qui nel 1075, presso un piccolo fiume sul declivio di una collina, fece costruire delle piccole celle con tronchi d'albero e rami, nonché un oratorio dedicato alla Santissima Trinità. Eletto abate, scelse per i suoi monaci la regola benedettina ed essi presero a servire Dio con ardore incredibile: nella fame e nella sete, nel gelo invernale e nella calura estiva, sempre comunque sostenuti dalla speranza di raccogliere un giorno qualche frutto.

Il loro stile di vita povero e mortificato destò ben presto l'ammirazione delle popolazioni dei dintorni ed il vescovo di Troyes, di passaggio nelle vicinanze, volle far visita al nuovo monastero. Rimase perciò sorpreso ed edificato dallo spirito di penitenza di quei religiosi e procurò a loro gli oggetti più indispensabili alla vita comune. Diversi signori dei castelli vicini non tardarono ad imitarne il generoso esempio...

L'elevato numero di aspiranti rese necessario ingrandire la costruzione e dare un nuovo assetto al monastero. I religiosi, nonostante le raccomandazioni dell'abate, non vollero più dedicarsi al lavoro manuale poiché la generosità dei fedeli aveva largamente colmato i loro bisogni. Impossibilitato a riportare la comunità monastica all'integrale osservanza della regola, Roberto preferì abbandonarla con i migliori monaci tra cui il priore Alberico e Stefano Harding per ritirarsi in solitudine, ma poi per ispirazione divina capì che sarebbe stato meglio non scoraggiarsi e piuttosto lavorare attivamente per la salvezza delle anime dei suoi monaci.

La discordia s'impossessò però della comunità e le elemosine dei fedeli iniziarono a scarseggiare. I monaci si pentirono allora di aver rattristato il loro fondatore e lo pregarono
di ritornare, promettendo la sottomissione ai suoi ordini. Scrissero anche al papa, dal quale ottennero un Breve che gli imponeva di riprendere il governo dell'abbazia ed affidava al vescovo di Langres la pronta esecuzione dell'ordine. Roberto, sempre alla ricerca della volontà di Dio per poterla seguire, fece ritorno a Molesme senza chiedere le loro scuse.

Per un anno i monaci sopportarono il santo abate, ma questa disposizione non durò. Essi speravano infatti che con il suo ritorno sarebbero tornate ad affluire le elemosine. Nuovamente il santo preferì ritirarsi a vita solitaria, questa volta in compagnia di Alberico, Stefano ed altri due monaci che non tolleravano la larghezza con cui la regola benedettina veniva interpretata ed applicata. Nelle solitudine concepirono allora e sperimentarono in prima persona un piano di riforma dell'ordine monastico occidentale, volto a ristabilire l'osservanza della primitiva regola di San Benedetto in tutto il suo rigore. Ma ancora una volta intervenne il vescovo di Langres minacciando di scomunica i fuggitivi.

Constatando però che la riforma di Molesme continuava a rimanere infruttuosa, Roberto ed i suoi compagni preferirono edificare una nuova abbazia in cui poter osservare la regola benedettina senza dispensa alcuna. Dopo lunghe riflessioni e preghiere, desiderando prevenire ogni difficoltà assicurandosi l'autorizzazione della Santa Sede, all'inizio del 1098 Roberto andò a trovare Ugo, arcivescovo di Lione e legato di Urbano II in Francia, ed ottenne il consenso ad intraprendere la sua grandiosa opera.

Il futuro santo presentò il suo progetto ai monaci e, dopo averli sciolti dall'ubbidienza promessagli, lasciò l'abbazia con ventuno confratelli, portando con sé solo il libro degli uffici divini ed il necessario per la celebrazione dell'Eucaristia.

Il luogo scelto per la fondazione dell'abbazia fu Cîteaux, località deserta presso Digione nel territorio della diocesi di Chalon-sur-Saône. Il terreno paludoso facente parte di una foresta, fu donato dal cugino visconte Rainald di Beaune. Roberto fu eletto abate all'unanimità dai confratelli e ricevette il bastone pastorale dalle mani del vescovo. Dinnanzi a lui i religiosi rinnovarono la loro professione solenne e s'impegnarono alla stabilità del luogo ed all'osservanza della regola durante la cerimonia del 21 marzo 1098, domenica delle Palme.

I monaci di Molesme tentarono ancora di riavere il loro fondatore: ricorsero quindi ad Urbano II, il quale delegò le trattative all'arcivescovo di Lione che ritenendo la comunità di Cîteaux già ben consolidata, ordinò a Roberto di ritornare. Il santo obbedì, non prima di aver designato Alberico suo successore come abate e quale priore Stefano Harding. L'abbazia di Molesme accettò la rigorosa osservanza della regola benedettina e prosperò sotto la sua guida per il resto della sua vita.

Roberto morì il 21 marzo 1111 e fu subito oggetto di una profonda venerazione da parte del popolo. Riconoscendo i numerosi miracoli avvenuti sulla sua tomba, papa Onorio III, lo canonizzò nel 1222 iscrivendolo nell'albo dei santi e la sua memoria compare in data 17 aprile nel Martyrologium Romanum.

La sua memoria liturgica viene celebrata secondo il calendario cistercense il 29 aprile.