Jedna z největších osobností amerického herectví se do diváckého povědomí prosadila až v relativně pozdním věku, o to výraznější stopu však zanechala. První úspěchy začal Duvall sbírat až na prahu čtyřicítky, kdy se prosadil ve snímcích nastupující autorské generace, k níž patřili Robert Altman, George Lucas či Francis Ford Coppola. Na vrcholu pak stanul ke konci sedmdesátých let, kdy ztvárnil řadu psychologicky náročných postav. Dnes se až na drobné výjimky představuje v úlohách mentorů a bručounských, avšak dobrosrdečných dědečků.

Robert Selden Duvall se narodil 5. ledna 1931 v kalifornském San Diegu jako syn kontraadmirála Williama H. Duvalla a přímý potomek slavného generála Konfederace Roberta E. Leeho (v roce 2003 si ho zahrál ve snímku Bohové a generálové). Po studiu herectví a historie na Principia College narukoval do armády; dvouletou vojenskou službu strávil v Koreji. V roce 1955 se v hereckých kurzech Sanforda Meisnera při newyorském divadle Neighborhood Playhouse spřátelil se spolužáky Genem Hackmanem a Dustinem Hoffmanem. V šedesátých letech zaznamenal několik výrazných úspěchů na Broadwayi (zazářil v dramatu Fredericka Knotta Čekej do tmy), i na mimobroadwayských scénách (za výkon ve hře Arthura Millera Pohled z mostu získal v roce 1965 cenu Obie). Ve filmu se Duvall poprvé představil už na počátku šedesátých let, kdy byl obsazen do úlohy slabomyslného hromotluka Booa Radleyho ve snímku Jako zabít ptáčka (1962) s Gregorym Peckem. K výraznějším filmovým rolím mu však úspěch snímku nepomohl; díky své mužné vizáži získal několik vedlejších úloh v krimidramatech (Štvanice, 1966, s Marlonem Brandem či Bullittův případ, 1968, se Stevem McQueenem) a westernech (Maršál, 1969, s Johnem Waynem).

Šíři hereckého nadání Roberta Duvalla objevili až filmaři nastupující generace. Prvním z nich byl Robert Altman, který Duvallovi svěřil nejprve úlohu astronauta Chize ve svém sci-fi thrilleru Let na Měsíc (1968), aby jej o dva roky později obsadil do černé komedie z prostředí vojenské nemocnice M.A.S.H. (1970) jako neschopného chirurga Franka Burnse, ze kterého si velmi úspěšně střílejí jeho kolegové. Další ze začínajících tvůrců, George Lucas, pak v Duvallovi našel protagonistu své postapokalyptické utopie THX 1138 (1971), který touží po úprku z orwellovské totalitní společnosti. Nejúspěšněji však Duvall spolupracoval s Francisem Fordem Coppolou. Poprvé se setkali v dramatu Rain People (1969), kde Duvall ztělesnil osamělého policistu Gordona. Věhlas si však vydobyl až úlohou mafiánského právníka Toma Hagena ve dvojici Coppolových gangsterek Kmotr (1972) a Kmotr II (1974). Za první z nich dokonce získal svou premiérovou (ze šesti) oscarových nominací. Po drobné roličce v Coppolově Rozhovoru (1975) pak v roce 1979 podal více než sugestivní výkon ve válečném dramatu Apokalypsa jako pološílený milovník surfování plukovník Kilgore, který pronáší památnou větu: „Miluji vůni napalmu po ránu.“

Ještě v průběhu sedmdesátých let je Duvall převážně vnímán jako ideální představitel drsňáků ve westernech (Joe Kidd, 1972, kde coby bohatý statkář Harlan stanul proti osamělému hrdinovi v podání Clinta Eastwooda), v krimidramatech (neohrožený detektiv Eddie Ryan ve snímku Badge 373, 1973) i válečných opusech (Orel přistál, 1976). Stále častěji je však obsazován také do náročných vícerozměrných partů. K prvním z nich patří farmář Fentry v dramatu Tomorrow (1972), který se odmítá vzdát svého adoptivního syna. K těm následným se pak přiřadil cynický ředitel televizní společnosti Frank Hackett v mediální satiře Network (1976) či prezident Spojených států Dwight Eisenhower v televizní minisérii Ike (1979). Na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let stanul Duvall na vrcholu své kariéry; sbíral jedno prestižní ocenění za druhým. V sérii silných charakterů prokázal svou schopnost sžít se se svojí postavou a zachytit jemné nuance její komplikované osobnosti. V roce 1979 tak v dramatu Velký Santini ztvárnil plukovníka letectva Meechuma, po léta trýznícího svou ženu a potomky. Po boku Roberta De Nira se představil v psychodramatu Pravdivé zpovědi (1981), řešícím komplikovaný vztah dvou bratrů, policisty a kněze. V roce 1983 obdržel svého prvního a jediného Oscara za úlohu alkoholika a bývalého countryového zpěváka Maca Sledge v melodramatu Něžné milosti (1983), kterého setkání s ovdovělou ženou a jejím synem nutí zhodnotit svůj dosavadní život.

K částečnému odklonu od niterného psychologického herectví a naopak příklonu k herecké šarži chápavých zralých mužů nasměrovala Roberta Duvalla už v roce 1988 úloha liberálního policisty Hodgese v sociálním dramatu Dennise Hoppera Barvy. V obdobném duchu pokračoval v thrilleru Volný pád (1993) coby detektiv Prendergast, jehož klidná povaha je protikladem rozzuřeného občana v podání Michaela Douglase. Ještě mnohokrát jsme pak Duvalla mohli spatřit jako moudrého rádce hlavního hrdiny (závodnické drama s Tomem Cruisem Bouřlivé dny, 1990; melodrama s Johnem Travoltou Fenomén, 1996; katastrofické sci-fi Drtivý dopad, 1998; western Kevina Costnera Krajina střelců, 2003; krimi Noc patří nám, 2007). Idylka, která vyvrcholila úlohou nevrlého, v jádru však dobrosrdečného kmeta v dětském dobdoružství Vysloužilí lvi (2003), je ale naštěstí čas od času obrušována. Třeba v satirické komedii Děkujeme, že kouříte (2005), kde se představil v úloze vůdce amerického tabákového průmyslu Boykina - opět je oním moudrým staříkem, tentokrát však s poněkud pochybným přesvědčením. Zcela opačným charakterem byl například pološílený stařec v soudním dramatu Roberta Altmana Perníkový dědek (1998). Z Duvallova setkání s hercem a scenáristou Billym Bobem Thorntonem vzešla úloha postaršího jižanského rasisty v melodramatu Rodinná věc (1996), který se dozvídá, že jeho matkou byla černoška. Navázala na ni role otce mentálně postiženého Karla v Thorntonově režijním debutu, dramatu Sling Blade – Smrtící bumerang (1996).

Že je ochoten ke komediální nadsázce, prokázal Duvall už mnohokrát, naposledy v rodinné frašce Čtvery vánoce (2008)

Výrazné úlohy nabídli Duvallovi také televizní tvůrci: po boku Tomyho Lee Jonese se představil jako penzionovaný šerif Gus McCrae ve westernové minisérii Osamělá holubice (1989). V roce 1992 pak ztvárnil titulní postavu sovětského diktátora Josifa Stalina v televizním snímku Ivana Passera Stalin.

K více než stovce filmových a televizních úloh připojil Robert Duvall i několik úspěšných pokusů o filmovou režii. Již v roce 1975 natočil pozoruhodný celovečerní dokument o jezdcích rodea We're Not the Jet Set. V dramatu Angelo My Love (1983) za pomoci naturščiků zachytil prostředí newyorské cikánské komunity. V roce 1997 pak ve svém autorském snímku Apoštol sám ztvárnil kazatele Sonnyho Deweyho, který na stará kolena zahoří snahami o církevní obrodu. Zatím naposledy se Duvall chopil režijní taktovky v případě romantického dramatu Assassination Tango (2002). Zahrál si v něm nájemného zabijáka Johna J., který při čekání na svou oběť podlehne kouzlu tanga. Duvall filmem především vzdal poctu svému zamilovanému tanci, na rozdíl od svých předchozích režijních pokusů však byl snímek pro diváky spíše zklamáním.