罗伯特·索洛1924年8月23日生于美国纽约的布鲁克林。他的父母是移民的后代，生活迫使他们不得不在中学毕业之后就去谋生。所以，在他的家庭中只有索洛这一代的兄弟姐妹们才有可能上大学。
索洛在纽约市的邻近公立学校中受到了良好的教育。对于这时候的他，他在自传中写到：“在学校里从一开始我的成绩就是优良的，但整个高中期间我的智力并不很好。”那时，有一位优秀的教师指导他学习19世纪法国和俄国的文学作品。由于他的成绩很好，他得到了一笔哈佛大学的奖学金。
索洛对经济学的系统学习纯属偶然。虽然孩提时代对经济萧条现象的观察使他对社会问题产生了一些兴趣，但他于1940年进入哈佛大学时还是打算学习生物学和植物学。但是不久他就发现，这些学科并不合他的心意。在他最后确定学习计划之前，第二次世界大战爆发了。1942年，他加入美国军队，服役于南非、西西里岛和意大利的信号队。他自始至终参加了在意大利的战争，一直到1945年8月退役为止。
三年兵役生活锻炼了索洛成熟的性格。“我发现自己是一个严密团体的一部分，应该熟练而互相忠诚地做艰苦工作，领导我的是我所知的最优秀人物之一，他从不丧失幽默和礼貌。”从他身上，索洛学到了很多。
1945年重返哈佛大学后，索洛仍无法确定自己的学习方向。这时他已经与那个“在战时互通信件的读信人和写信人”结婚。最后，在他那刚刚获取了经济学学位的妻子的建议下，开始涉足于经济专业，并发现自己喜欢它。他的运气很好，华西里·列昂惕夫成了他的老师、向导和朋友。从他那里，索洛学到了现代经济理论的精神实质。索洛在列昂惕夫的指导下做实际的工作。作为列昂惕夫的研究助理，索洛计算出了投入产出模型的第一组资本系数。
在哈佛的日子里，索洛开始对统计学和概率模型产生了兴趣。他从社会关系学系的菲德烈·摩斯泰勒那里学到了许多东西。然而，哈佛的统计学教学很不正规，所以，索洛听从摩斯泰勒的劝告，于1949-1950年去哥伦比亚大学听了一学年的课。在那里，他听阿伯拉罕·华尔德、雅谷·华尔福威茨和T·W·安德逊讲课。那一年间，索洛还在写博士论文，探索将相互作用的马尔科夫过程应用于就业、失业及工资率、模拟工资收入数额的分布。那篇论文在哈佛被授予威尔斯奖。
索洛于1947年获哈佛大学经济学学士学位，1949年获哈佛硕士学位，1951年获哈佛哲学博士学位。
1949年，索洛进入了麻省理工学院经济系。这所高等学府的经济系是美国第一位诺贝尔经济学奖获得者（1970年）保罗·A．萨缪尔森创建的。索洛说道：“如果有谁放弃每天与萨缪尔森坐而论道，为了金钱去其他任何一个地方，那么这个人一定是个傻子。”
从1949年起，索洛一直在麻省理工学院任教，1950年任统计学助教，1954年晋升为副教授，1957年升为教授。他时常在麻省理工学院做定期讲演。在此期间，曾于1963-1964年应英国剑桥大学之聘，出任马歇尔（Marshall）讲座的讲师；1968-1969年聘为牛津大学伊斯曼（G．Eastman）讲座教授。
作为一名职业经济学家，索洛的大部分研究重点放在了促进对经济增长机制理解的工作上。他由于在这方面的研究成就而获得了1987年诺贝尔经济学奖。除此之外，他还获得了人称“小诺贝尔经济学奖”的约翰·贝茨·克拉克奖。该奖是美国经济学会设立的用于表彰对经济思想和知识做出重大贡献的中青年经济学家。作为一名经济学家和经验调查者，他曾给一些旧问题提供了新答案。但是，无论是他所分析的内容还是与之相适合的模式都决不是“灰暗”的。
1987年10月21日，瑞典皇家科学院宣布将本年度的诺贝尔经济学奖授与美国经济学家罗伯特·索洛，以表彰他在研究产生经济增长与福利增加的因素方面所做出的特殊贡献。据该委员会宣称，索洛的得奖是因为他在1956年提出了一个用以说明存量的增加是如何使人均产值增长的数学方程式，它可用来衡量各种生产因素对发展所做出的贡献。根据这一方程式，国民经济最终会达到这样一种发展阶段：在那个阶段以后，经济增长将只取决于技术的进步。诺贝尔奖金委员会主席林德贝克认为，正是索洛的理论，使工业国家愿意把更多的资源投入大学和科学研究事业，这些方面是促使经济发展的“突击队”。
索洛对经济学的贡献主要是：
（1）长期增长理论，特别是增长过程中的均衡条件、动态效率、单位资本收入增长的原因与不可再生资源的作用；（2）宏观经济理论，特别是对市场不能出清的原因的系统考察，失业的性质及其与通货膨胀的关系，以及存量与流量的作用，资本与利率理论。
索洛修正了40年代在经济学界占垄断地位的经济增长模型：哈罗德-多马增长模型（HarrodDomarGrowthModel）。哈罗德-多马模型认为，除非是侥幸的巧合，充分就业的稳定增长是很难实现的。索洛认为这一模型是片面的。在他看来，从长远观点看，有着实现充分就业的稳定均衡增长率的必然趋势。
索洛提出的经济增长模型被称为“新古典增长模型”。这一模型分析了劳动、资本与技术进步在经济增长中的作用。这一模型的中心在于说明了资本-产量比率或资本-劳动比率是可以通过市场上的价格调节而改变的。这就是说，当资本相对丰富而劳动稀缺时，劳动的价格就会相对于资本的价格而上升，从而增加资本的使用，减少劳动的使用，提高资本-劳动比率，通过资本密集型技术来发展经济。反之，当资本相对稀缺而劳动丰富时，劳动的价格就会相对于资本的价格而下降，从而增加劳动的使用，减少资本的使用，降低资本-劳动比率，通过劳动密集型技术来实现经济增长。这样，通过价格调节资本-劳动比率就可以实现经济的长期稳定增长。
索洛非常重视技术进步在经济增长中的作用。他对所有对经济增长做贡献的生产要素加以区分，从而得出资本、劳动和技术进步各自在经济增长中所起的作用。他用美国的统计资料证明了经济增长中有一半是由于技术进步而取得的。而且，随着经济的发展，技术进步越来越重要。技术进步包括机器设备的改进与人的知识技术水平的提高综合的主张，索洛为维护其主流派的地位立下了汗马功劳。
在索洛的两篇重要文章--发表于《经济学杂志季刊》（1956）的《对经济增长理论的一种贡献》和发表于《经济与统计学评论》（1957）的《技术变化与总生产函数》--中，索洛对把资本构成归结为说明增长过程的主要原则表示怀疑。根据美国1909-1949年的经济资料，索洛论证了当时人均工时产量增长的八分之一是由于所用资本的增加，大致八分之七是由于技术变化。一些人可能会对用“技术变化”这个术语去描述研究中的现象感到困惑，但是，这样做实际所引起的后果是无法说明存在于可观察到的产量增长和与此相关的额外资本投入之间的差距。
严格地说，这个观察结果和计算结果之差也可以被说明为“疏忽的系数”。索洛意识到，还有许多技术变革的内容包括在其间，正像人们传统理解的那样。这样，他所应用的“技术变化”一词就不足以表达生产函数的各种变化，不可能包括类似能促进和改善劳动力的教育等方面的情况了。在把非资本的贡献分开的问题上还有许多工作要做，但事实并未削弱其基本结论的重要意义，即自然资本的积累并不是一个国家经济增长率的根本调节器。改善投入的质量要比增大投入的数量重要得多。
索洛在这个时期的研究改变了经济增长研究的日程。经济学家逐渐增强了对研究、技术变化和通过教育改善生产率要素重要意义的认识。在至少40个国家里，索洛的方法论奠定了经济研究的基础并证实了他最初见解的正确性。事实上，“增长估算”与他所创造的方法一道已成为经济学文献中的主要部分。然而，他的成就对于不发达经济研究的影响在1956、1957年间没有收到预期效果。正像索洛注意到的，当着手于增长源泉分析的时候，他完全没有考虑到不发达国家。反之他的精力主要放在了发展建立在哈罗德-多马增长模型基础上的理论，这个模型毕竟是在先进工业经济的基础上形成的。
索洛除了做教授外，还在学术界和政界兼职。他1975-1980年担任波士顿联邦储备银行董事，后出任该银行董事会主席。在肯尼迪总统任内，任白宫首席经济顾问。在约翰逊总统任内，任收入委员会主席。1968年任美国经济学会副会长，1979年任会长。