Robert J. Lefkowitz urodził 15 kwietnia 1943 w Nowym Jorku. Mieszka i pracuje w Stanach Zjednoczonych, gdzie zajmuje się głównie badaniami nad nad receptorami sprzężonymi z białkami G.
Doktor Lefkowitz ukończył studia licencjackie na Columbia College, potem z tytułem magistra skończył Columbia University College of Physicians i Surgeons w 1966 roku. Z wykształcenia jest zatem lekarzem. Odbył rocznys taż w Kolegium lekarzy i Chirurgów, pracował także w National Institutes of Health w latach 1968-1970. Prowadził między innymi badania nad chorobami układu krążenia, które przyniosły mu tytuł profesora i asystenta profesora biochemii na Duke University Medical Center.
Jego badania i odkrycia stosowane są w większości leków, które pomagają złagocić nadciśnienie oraz leczących choroby wieńcowe.
Obecnie został laureatem Nagrody Nobla 2012 za badania nad receptorami sprzężonymi z białkami G.