Geboren te Butler, Missouri. Robert Anson Heinlein was een Amerikaanse sciencefictionschrijver, luchtvaartingenieur en marineofficier. Samen met Isaac Asimov en Arthur Clarke behoorde hij tot de 'grote drie' van de sciencefiction uit de 20e eeuw. Hij was de zoon van Rex Ivar Heinlein (een accountant) en Bam Lyle Heinlein. De verschijning van Halley's komeet in 1910 inspireerde de levenslange interesse van het jonge kind in astronomie. Heinlein groeide op in Kansas City (Missouri), waar hij de invloed onderging van de zogenaamde Bible Belt, de strenggelovige protestantse zuidelijke streek van de VS. Daar nam hij een ontstellende hoeveelheid ‘speculatieve fiction’ zoals hij de sciencefiction van die tijd later noemde, tot zich. Vooral Hugo Gernbacks Electrical Experimenter maakte grote indruk. Magazines als Astounding en Amazing Stories deden later de rest. Later zette hij zich sterk af tegen de sociale conventies die hier heersten en werd een voorstander van religieuze en seksuele vrijheid. Zijn grote liefde was, naast het schrijven en lezen van sciencefiction, de marine.
Hij voltooide de officiersopleiding aan de militaire academie en ging in de jaren twintig dienen als marineofficier op verschillende schepen in de Stille Oceaan, onder andere. op het eerste vliegdekschip van de U.S. Navy. Helaas ontwikkelde zich in zijn longen tuberculose en ook bleek Heinlein vrij gevoelig te zijn voor zeeziekte; in 1934 was hij dan ook gedwongen de actieve dienst te verlaten waarbij hij het tot luitenant had gebracht. Hij bleef ook na zijn afzwaaien een groot voorstander van militaire normen en waarden als leiderschap en loyaliteit.
In 1929 trouwde Heinlein met zijn eerste vrouw, maar scheidde al na een jaar. Daarna trouwde hij een tweede keer en scheidde in 1947. In 1948 trouwde hij zijn laatste vrouw Virginia "Ginny", met wie hij tot zijn dood gehuwd bleef. Haar sterke karakter was vaak een model voor de vele heldinnen in Heinleins verhalen. Na zijn ontslagname uit de marine hield hij zich met verschillende kortstondige baantjes bezig zoals met onroerend goed, mijnbouw en ook in de politiek had hij interesse. Een paar keer stelde Heinlein zich verkiesbaar voor openbare functies.
In 1939 publiceerde hij zijn eerste verhaal dat meteen populair werd. Debuteerde met Life Line, dat verscheen in 1939 in het Augustusnummer van Astouding. Heinlein werd al snel erkend als een goede en vernieuwende SF-schrijver en sindsdien kon hij van zijn verhalen leven. Zijn boek Stranger in A Strange Land behoort tot de invloedrijkste en meest controversiële sciencefictionboeken ooit geschreven. Het boek is in essentie een messiasverhaal. De hoofdpersoon is opgegroeid op Mars en wanneer hij naar de Aarde emigreert, inspireert zijn eigenzinnige levensstijl de mensen op Aarde zodanig dat er een cultus om hem heen ontstaat. Een ander boek van Heinlein, Starship Troopers is eveneens controversieel te noemen. Het boek stelt individuele moed en burgerzin centraal en introduceert een maatschappij waarin alleen mensen die vrijwillig hebben meegedaan aan een periode van maatschappelijke dienstplicht stemrecht hebben, tegen de achtergrond van een conflict van de mensheid gebaseerd op vrijheid tegen aliens die op een communistische manier georganiseerd zijn. De gelijknamige film van Paul Verhoeven verandert het boek in zo'n grote mate dat van de originele boodschap niets overblijft en het geheel verandert in een 'satire' op een militaristisch Amerika. Heinleins boeken zijn voor het grootste deel ook in het Nederlands vertaald.
Na 1970 begon Heinlein ernstig te kwakkelen met zijn gezondheid en verschillende keren bracht hij het er maar net levend af onder andere bij een acute buikvliesontsteking. Ook met zijn longen en hart kreeg hij steeds meer problemen. Tussen vaak jaren vergende herstelperiodes wist Heinlein toch nog vele verhalen te schrijven, maar overleed ten slotte in zijn slaap aan emfyseem en hartfalen te Carmel-by-the-Sea, Californië.
Postuum werden er nog enige verhalen gepubliceerd door zijn weduwe waaronder ook een postume autobiografie: Grumbles from the Grave (1989).