Auteur-compositeur-interprète de R&B, son second album, "The Evolution of Robin Thicke", est devenu album de platine. Il a eu deux albums d'or consécutivement, "Something Else" et "Sex Therapy: The Session" et en 2013, il a sorti le fameux single controversé "Blurred Lines". Il a été un juge dans l'émission "The Masked Singer".
Il a composé un titre pour l'album de Brandy en 1994 qui s'intitule "Love is on My Side".
Il a fait ses débuts au cinéma en 2014 aux côtés de Jaime Pressly dans le film "Abby in the Summer".
C'est le fils de l'acteur de "Quoi de neuf docteur ?" Alan Thicke. Il a eu un fils, Julian, avec son ex-femme Paula Patton, avec qui il était marié entre 2005 et 2014. Il est fiancé à April Love Geary. Ensemble, ils ont eu une fille, Mia Love, en février 2018, puis une seconde, Lola, en février 2019 et enfin, un garçon, Luca, en décembre 2020.
Il a composé et produit le titre "Giving Myself" de Jennifer Hudson pour son album sorti en 2008 qui a remporté le prix du meilleur album de R&B aux Grammy Awards.