Robert A. Heinlein nacque a Butler, cittadina nell’area metropolitana di Kansas City, Missouri. Il padre era un tedesco-americano di sesta generazione. Dopo un periodo di servizio militare in Marina,
Heinlein si laureò in ingegneria.
Dopo essere stato congedato dall’esercito nel 1934, Heinlein tentò la carriera politica all’interno del partito democratico.
Heinlein si dedicò alla scrittura e pubblicò la prima storia nel 1939 sulla rivista Astounding Science Fiction.
Dopo la guerra Heinlein iniziò a scrivere saggi di argomento politico e scoiale. Nel 1950, il film documentario Destination Moon, per il quale aveva scritto soggetto e sceneggiatura, vinse un Academy Award.
Dal 1947 al 1959 Heinlein scrisse una serie di romanzi per ragazzi per la casa editrice Scribner's Sons al ritmo di un libro all’anno.
Del 1959 è il romanzo Fanteria dello spazio, una storia di formazione sul dovere, la cittadinanza e il ruolo dei militari nella società e da cui fu poi tratto un film.
All’inizio degli anni ’60 Heinlein scrisse una serie di opere in cui esplorò alcuni dei suoi temi più importanti, come l'individualismo, la libertà e l'amore fisico. Tre romanzi di questo periodo, Straniero in terra straniera (1961), La Luna è una severa maestra (1966) e Lazarus Long, l’immortale (1973), hanno vinto il Prometheus Hall of Fame Award, dedicato per premiare la migliore opera di narrativa libertaria.
Dopo una serie di problemi di salute che gli impedirono di scrivere per almeno sette anni, Heinlein pubblicò una serie di opere in cui espose le sue idee su religione, politica e sesso. Ne Il gatto che attraversa i muri (1985), il protagonista è un veterano militare disabile che diventa scrittore e trova l'amore della vita. Il romanzo Operazione domani (1982) è una storia di avventure sulla disintegrazione della società terrestre tanto da spingere il protagonista a cercare una nuova vita fuori dal pianeta. Il romanzo del 1984 Il pianeta del miraggio è un'acuta satira della religione organizzata.
Heinlein mori nel 1988 a Carmel-by-the-Sea in California.
