En el grupo se encargaba de la guitarra solista y de componer la mayoría de las canciones, como 'The night they drove old Dixie down', 'The weight' o 'Up on cripple creek'. Publicaron diez álbumes como The Band y cuatro más como grupo de acompañamiento de Bob Dylan. Tras su última actuación en directo (1976) -recogida en la película de Scorcese 'The Last Waltz'- superados dieciséis años ininterrumpidos de escenarios y carretera, Robbie se dedicó a la producción y se encargó de los álbumes 'Beautiful Noise' (1976) y 'Love at the Greek' (1977) de Neil Diamond.
Trabajó como productor musical en otro film de Scorcese, 'El Rey de la Comedia' (1983) al que contribuyó con su primer tema post-Band, 'Between trains' y produjo la canción 'Wonderful remark', que Van Morrison escribió para la película. Robertson ha colaborado con Scorcese en repetidas ocasiones como productor y supervisor musical. Sus más recientes colaboraciones con el realizador neoyorquino fueron con 'Shutter Island' (2011) y 'El lobo de Wall Street' (2013) películas en las que trabajó como supervisor musical.
En 1987 publicó su primer álbum en solitario, 'Robbie Robertson', producido por Daniel Lanois, que contenía temas como 'Showdown at big sky', 'Broken arrow', 'Hell's half acre' y 'Somewhere down the crazy river', en los que Robbie demostraba que no había perdido su capacidad para escribir pequeños relatos musicales.
Hasta 2019 publicó cinco más. En 2011 apareció 'How to become Clairvoyant', con colaboraciones de Eric Clapton, Steve Winwood, Trent Reznor y Tom Morello entre otros, con el que Robbie volvió a las listas consiguiendo el puesto 13 en Billboard200. En noviembre de 2016 publicó su autobiografía: 'Testimony' y su último álbum fue 'Sinematic' en septiembre de 2019. Murió en agosto de 2023 a los 80 años.