Отец Роберта, будучи горным инженером, работал в России на шахтах. Роберт с детства жил в России и хорошо говорил по-русски.
С 1889 года в течение 14 лет работал европейским корреспондентом газеты New York Herald, освещая для неё события в России и Германии. Затем начал работать петербургским корреспондентом The Times, заслужив репутацию одного из самых влиятельных обозревателей событий в России тех лет. После начала Первой мировой войны добровольно отправился на фронт, став военным корреспондентом. Во время боёв за Барановичи Вильтон показал такое мужество, что был награждён солдатским Георгиевским крестом.Вечером 7 июля на позиции 67-пехотной диизии прибыл из Петрограда английский корреспондент газеты «Таймс» Роберт Уилтон. ...
В русском документе говорилось, что награждён Георгиевским крестом 4-й степени «Роберт Вильтон за проявленную в бою 25 июня 1916 г. храбрость. Во время атаки 267-го Духовщинского полка Скробовского мыса находился при командире 4 батальона штабс-капитане Рауне, исполнял его поручения и зная русский язык, ободрял нижних чинов. Когда же штабс-капитан Раун был смертельно ранен, то Роберт Вильтон, рискуя своей жизнью вынес его из боя и оказал медицинскую помощь» — И.И. Дубейко «Забытая война» Минск, 2014 г. Стр. 53В дни Корниловского выступления Вильтон поддержал его. После восстания чехословацкого корпуса Вильтон последовал в Сибирь, чтобы присоединиться к антибольшевистским и антигерманским силам. После поражения антибольшевистских сил в Сибири Вильтон сумел добраться до Владивостока, покинул Россию и в 1920 году приехал в Париж, где возобновил свою работу на New York Herald.
В 1924 году он вошёл в состав новообразованной англоязычной газеты The Paris Times, издававшейся в Париже.Умер от рака в Париже в 1925 году.Участие в расследовании обстоятельств убийства царской семьиСм. также: Расследование обстоятельств гибели царской семьиВильтон приехал в Екатеринбург в апреле 1919 года и, близко сойдясь со следователем Н. А. Соколовым, стал одним из активнейших участников расследования обстоятельств убийства, совершённого в доме Ипатьева. Соколов допускал Вильтона к таким деталям следствия, к которым доступ был только у особо доверенных лиц: Вильтон осматривал комнату, где произошло убийство, присутствовал при осмотре и исследовании мест в лесу, где, как предполагалось, были уничтожены тела убитых — подпись Вильтона стоит на акте этого осмотра; Вильтон лично повторил путь грузовика, перевозившего тела убитых; им были сделаны многие фотографические снимки мест и вещей, касающихся преступления, в том числе знаменитый снимок «мостика из шпал» , под которым впоследствии были обнаружены тела девяти убитых.Из-за наступления большевиков расследование Соколова так и не было окончено. Соколов поручил Вильтону хранить один из экземпляров следственного дела, что Вильтону удалось сделать, зачастую с опасностью для собственной жизни. Все материалы следствия были эвакуированы из Екатеринбурга в Сибирь в железнодорожном вагоне.
В феврале 1920 года они прибыли в Харбин. Возникла возможность утраты всех материалов уголовного дела. Спас материалы Вильтон, который, как британский подданный, взял материалы под свою защиту, вывесив на вагоне британский флаг. Материалы дела, а также реликвии, оставшиеся от царской семьи, были доставлены во Владивосток и погружены на торговое судно, направлявшееся в Европу.
В 1920 году Вильтон первым из числа лиц, имевших доступ к материалам следствия, издал на английском языке книгу «Последние дни Романовых» (англ. The Last Days of the Romanovs), базирующуюся на этих материалах (две другие книги, написанные лицами, также имевшими доступ к материалам следствия Соколова — «Убийство царской семьи» самого следователя Соколова и «Убийство царской семьи и членов дома Романовых на Урале» генерала Дитерихса — были изданы позднее).Все три упомянутых книги, написанные лицами, принимавшими участие в расследовании Соколова и имеющими доступ к материалам этого расследования, одинаково описывали причины и обстоятельства убийства царской семьи. По их мнению, свержение династии Романовых и убийство семьи последнего русского императора задолго до революции в России было задумано евреями, которые были связаны с врагами России в Германии. Решение об убийстве семьи принимали лично руководители большевистской партии и советского государства. Убийство было совершено с использованием древних еврейских ритуальных традиций[уточнить]. После расстрела тела вывезли за город, разрубили на куски и сожгли, таким образом безвозвратно уничтожив останки. Никакого захоронения останков убийцы не делали.Вскоре после появления самого первого издания книги «Последние дни Романовых» Вильтон был уволен из газеты «Таймс» — как полагал сам Вильтон, из-за того, что его книга носила яркий антисемитский характер.