Robert Lee Zemeckis est né le àChicago, fils de Rosa (née Nespeca) et d'Alphonse Zemeckis. Son père étaitlituano-américain tandis que sa mère étaititalo-américaine. Robert est diplômé de l'université du Sud de la Californie en cinéma-télévision. Il s'est très vite fait connaître en remportant un Student Academy Award pour son filmA Field of Honor (1973) auquel ont succédé de nombreux films primés.
Il se fait remarquer parSteven Spielberg, qui, impressionné, accepte d'être producteur exécutif sur ses deux premiers longs-métrages : en1978Crazy Day (I Wanna Hold Your Hand) et en1980La Grosse Magouille, que Zemeckis a co-écrit avec son collaborateurBob Gale. Les deux films sont bien reçus par la critique, mais échouent commercialement. Le tandem a une autre histoire en stock, celle d'un adolescent voyageant dans le temps, mais aucun studio n'y croit. C'est l'acteurMichael Douglas qui propose finalement à Zemeckis de mettre en scène un projet de film d'aventure dont il serait la star, aux côtés deKathleen Turner.
Ce film sortira en1984 sous le nom deÀ la poursuite du diamant vert. Il est un nouveau succès critique et fonctionne plutôt bien au box-office, à la surprise de nombreux professionnels. Le réalisateur y rencontre surtout le compositeurAlan Silvestri, qui assurera désormais la bande son de tous ses films.
Les studios Universal donnent alors le feu vert au projet chéri par Robert Zemeckis et Bob Gale. En1985,Retour vers le futur sort dans les salles américaines, et connait un énorme succès critique et commercial. Avec Gale, il décroche sa première nomination à l'Oscar, celui du meilleur scénario. Le cinéaste profite de cette reconnaissance pour s'atteler à un projet risqué, d'un point de vue technologique et commercial, pour les studios Disney : avecQui veut la peau de Roger Rabbit, il peaufine en effet le procédé combinantanimation et prises de vue réelles, et livre une satire du show-business qui est acclamée par la critique, en remportant 4Oscars. Le score du film au box-office de l'année 1988 confirme le potentiel commercial du cinéaste.
Il tourne consécutivementRetour vers le futur 2 etRetour vers le futur 3, qui sortent respectivement en1989 et1990 : deux nouveaux chapitres qui formeront unetrilogie culte du cinéma hollywoodien. Celle-ci érige le jeuneMichael J. Fox en star mondiale, et associe des effets spéciaux révolutionnaires (dont les fameuses voitures volantes empruntées àBlade Runner) à un scénario riche et complexe. Il s'agit pourtant du dernier travail de Robert Zemeckis en tant que scénariste avant longtemps.
Le réalisateur s'impose alors aux côtés de ses amis et ex-mentorsGeorge Lucas etSteven Spielberg, comme l'un des plus grands « entertainers » (« faiseur de divertissements ») ducinéma américain.
Robert Zemeckis pendant le tournage deContact en 1997.
Le cinéaste parcourt les années 1990 en mettant en scène des stars hollywoodiennes, et en visitant des genres chaque fois différents : en1992, il dirigeBruce Willis etGoldie Hawn pour la comédie noireLa mort vous va si bien .
En1994, il livre la comédie mélodramatique épiqueForrest Gump, qui constitue son plus gros succès commercial à ce jour, et remporte six Oscars, dont celui du meilleur réalisateur, et du meilleur acteur pourTom Hanks. C'est la consécration, avec un film qui fait date, son palmarès aussi.
Fort de cette reconnaissance, il parvient à lancer la production deContact, un ambitieux récit de science-fiction resté en gestation un certain temps. Porté par la starJodie Foster, le film est très attendu et convainc la critique et le public en1997, mais de façon moins unanime.
L'année2000 marque un tournant : le réalisateur retrouve en effetTom Hanks pour le film d'aventureSeul au monde, un drame inspiré deRobinson Crusoé, qui connait un énorme succès critique et commercial et vaut à l'acteur une nouvelle nomination à l'Oscar du meilleur acteur. Pour des besoins de réalisme, le tandem filme une partie du film au début de l'année 1999, et le reste du film un an plus tard, le temps pour Hanks de maigrir suffisamment et de se laisser pousser la barbe et les cheveux. En parallèle, pendant cette pause, Zemeckis met en boîte un thriller psychologique avecHarrison Ford etMichelle Pfeiffer. IntituléApparences, le film est basé sur une idée deSteven Spielberg et un rapprochement avec les œuvres deAlfred Hitchcock. Les critiques sont mitigées, mais le film fonctionne commercialement. Il permet surtout à la caméra du cinéaste de s'affranchir des lois de la physique, grâce au numérique.
Zemeckis semble désormais prêt à laisser libre cours à ses expérimentations visuelles : siLa mort vous va si bien regorgeait de trucages numériques à une époque où ils étaient encore peu répandus, et queForrest Gump intégrait déjà l'acteurTom Hanks dans de nombreuses scènes d'archives historiques, il avait aussi réussi, à la télévision, à faire tenir àHumphrey Bogart le rôle principal d'un épisode desContes de la crypte, près de40 ans après sa mort, par le truchement d'astuces visuelles.
C'est donc dans cette continuité qu'il initie en2004, dansLe Pôle express, une nouvelle technique decapture de mouvement qu'il a lui-même développée, laperformance capture, qui change radicalement la façon de concevoir les films en permettant de se libérer définitivement des contraintes du réel. Investi dans le projet, il participe même à l'écriture et dirige une troisième foisTom Hanks. Le cinéaste s'impose aussi comme l'un des pionniers de la3D numérique (Le Pôle Express est un des premiers films conçu dans ce format), et le premier à utiliser la 3D pour ses possibilités narratives, et non pas uniquement comme moyen d'immersion.
Zemeckis conclut cette trilogie en2009 avecLe Drôle de Noël de Scrooge, qu'il écrit avecJim Carrey en tête. Mais le film échoue commercialement et ne convainc pas la critique. Il s'agit pourtant du plus gros budget dont il ait bénéficié durant sa carrière.
En 2010, la fermeture de son studio, ImageMovers Digital, fondé en 1997, et renomméImageMovers en 2007 à la suite du rachat par laWalt Disney Company, marque la fin d'une ère. Mais en 2011, grâce à un accord avecUniversal Pictures, l’entreprise est ressuscitée et continue de produire des films
Robert Zemeckis et son épouseLeslie Harter à l'avant-première française deFlight, en 2013.
En2012, le réalisateur revient donc au cinéma traditionnel avec le drameFlight, porté parDenzel Washington. Le film marque son retour à des budgets plus modestes :30 millions de dollars contre 200 pourLe Drôle de Noël de Scrooge. À sa sortie, le film est un succès critique et commercial, qui salue la performance de l’acteur.
Son film suivant,Alliés, sort fin 2016. Il s'agit d'un thriller romantique sur fond deSeconde Guerre mondiale.Brad Pitt etMarion Cotillard y incarnent deux espions qui tombent amoureux àCasablanca. Cette fois, c’est un semi-échec au box-office, et les critiques sont plutôt positives.
Il réalise ensuite le drameBienvenue à Marwen, inspiré dudocumentaireMarwencol(en) de Jeff Malmberg, lui-même basé sur la vie de Mark Hogancamp.Steve Carell y incarne un ancien marine resté plusieurs jours dans lecoma après un passage à tabac. Frappé d'amnésie, il va se créer un monde imaginaire,Marwencol[7],[8]. Pour le film de Zemeckis, c’est un échec commercial et critique.
Son film suivant en 2020 estSacrées Sorcières, d'uneadaptation duroman du même nom deRoald Dahl, publié pour la première fois en 1983. Hormis une ou deux critiques, qui qualifie le métrage de bon divertissement d'Halloween pour les enfants, le film de Robert Zemeckis peine à convaincre les critiques de la presse américaine. Une majorité lui reproche son goût pour des effets visuels criards tandis que d'autres pointent du doigt un divertissement tellement calibré qu'il en est devenu impersonnel pour son auteur[9]. Et le pire, c’est que le film sera complètement un échec commercial, à cause de son annulation en salle du à lapandémie COVID-19.
Avec toute l’équipe du filmForrest Gump, Zemeckis réaliseHere,adaptation de labande dessinée du même nom deRichard McGuire. Dans ce film sorti en 2024, il dirigeTom Hanks etRobin Wright. Le film a reçu des critiques négatives[12] et un échec commercial, où il passe presque inaperçu. Avec 16 millions de dollars au box-office, il s’agit du deuxième plus gros échec de son réalisateur[13].
Les films de Robert Zemeckis en tant que directeur ont remporté 4,35 milliards de dollars de recettes dans le monde entier et 2,10 milliards auxÉtats-Unis[14], il est actuellement le douzième cinéaste le plus rentable de l'histoire du cinéma[14].