Né dans le Portlaoise dans le Comté de Laois en Irlande,
Robert Sheehan est le dernier d'une famille de 3 enfants. C'est dans le film
Song For A Raggy Boy d'Aisling Walsh, qu'il fait ses premiers pas de comédiens en 2003. Le film retrace les évènements qui se sont déroulés la veille de la Seconde Guerre Mondiale dans un centre de redressement pour jeunes garçons. L'année suivante, Sheehan interprète Cormac MacNamara dans la série australienne
Correspondant Express.
En 2005,
Robert Sheehan, alors qu'il a 17 ans, joue le rôle de Louis XIV dans treize épisodes de la série
Young Blades, avant d'endosser le rôle de Tim pour le thriller surnaturel
Ghostwood de Justin O'Brien. En 2006, on le voit faire une apparition dans la série médicale irlandaise
The Clinic.
En 2008, le jeune acteur participe à la série médiévale
Les Tudor dans laquelle il joue un apprentie aux côtés de Jonathan Rhys Meyers. La même année, il côtoie Rupert Grint dans le film
Cherrybomb. L'année suivante,
Robert Sheehan se prostitue pour la trilogie
Red Riding, mais c'est dans le rôle de Nathan Young que le comédien se fait remarquer du grand public dans la série britannique surnaturelle
Misfits.
Depuis,
Robert Sheehan a décroché plusieurs rôle au cinéma, notamment dans
Le Dernier Des Templiers et surtout
Killing Bono dans lequel il partage l'affiche avec Ben Barnes. Le film aborde l'histoire vraie des frères McCormick face au succès grandissant de leur ancien camarade Paul Hewson, devenu plus communément "Bono".