Родился в Москве в 1909 году в семье инженера-химика (отец арестован в 1938 г. и расстрелян). Окончив школу, поступил в Высший литературно-художественный институт им. Брюсова. Работал в различных московских редакциях и издательствах. С 1937 года — научный сотрудник кафедры иностранных языков Военной академии им. Куйбышева.
На фронт ушел добровольцем. Воевал на Ленинградском фронте командиром роты разведчиков. Награжден орденом Отечественной войны Первой степени, орденом Кутузова, медалями. В бою был тяжело ранен, эвакуирован в тыл. После выздоровления работал преподавателем на кафедре оперативного искусства Военного института иностранных языков.
Арестован 5 апреля 1945 года. Говорили, что арестован он по личному распоряжению Берии. Осужден на 10 лет. В заключении работал на строительстве Гучковского керамического завода (начальник производства), на Ховринском комбинате (инженер-конструктор). Добровольно записался на строительство № 501, в мае 1947 г. прибыл в Управление строительства в п. Абезь. С 1947 г. по 1949 г. — заведующий технической библиотекой и инженер проектного бюро в Абези. Переведен в Игарку, где короткое время работал заведующим редакционно-репертуарной частью театра. В 1949 г. передан на строительство № 503, В октябре 1952 года вывезен в Красноярск для работы в лагере, обслуживающем базу Норильстроя. Затем ссылка в Енисейске.
Роберт Штильмарк — автор многих книг. Необыкновенна история написания книги «Наследник из Калькутты». У нарядчика лагпункта № 10 Василевского (осужденного по уголовной статье) была навязчивая идея: написать исторический роман, который будет прочитан Сталиным, и за это Сталин сразу освободит его из лагеря. Просматривая личные дела прибывшего этапа, в деле Штильмарка Василевский углядел пометку «писатель». Освободив Роберта Александровича от общих работ, он обязал его писать роман. Штильмарка он поместил в отдельную каптерку, дал пайку, как если бы Штильмарк выполнял производственную норму выработки заключенного. В этой каптерке при свете керосиновой лампы и был написан роман за 1 год 2 месяца. Рукопись, переписанная набело, была забрана в переплет, на изготовление которого пошли обложки личных дел и шелковая рубашка одного из заключенных. В таком виде трехтомный рукописный труд был передан в Политотдел Управления строительства № 503. Позднее сыну Штильмарка Феликсу удалось получить эту рукопись в КВО ГУЛАГа на Садовом кольце в Москве. При содействии фантаста Ефремова «Наследник из Калькутты» был издан в Детгизе. Авторами значились Василевский и Штильмарк. Позднее решением Народного суда Куйбышевского района г. Москвы роман стал выходить под одной фамилией действительного автора Роберта Александровича Штильмарка.