Robert Duncan McNeill nasceu em 9 de novembro de 1964 na Carolina do Norte, mas cresceu em Washington, D.C. até que sua família finalmente se estabeleceu em Atlanta, Georgia. Mais tarde, ele frequentou uma escola secundária local e, depois que se formou, mudou-se para Nova York e se matriculou na Juilliard, onde passou dois anos estudando o ofício. Enquanto cursava a Juilliard, ele conseguiu o papel de "Charlie Brent" no popular drama noturno da ABC All My Children (1970). Ele também esteve em muitos programas de TV e filmes - incluindo programas populares como The Twilight Zone (1985), L.A. Law (1986), Sisters (1991), Murder, She Wrote (1984), The Outer Limits (1995), Crossing Jordan (2001), Star Trek: Voyager (1995), Lucky Chances (1990), Homefront (1991), Going to Extremes (1992), entre outros. Depois que ele deixou All My Children (1970), ele conseguiu um papel no musical da Broadway "Into the Woods", de Stephen Sondheim. Sua formação teatral também inclui performances em "The Fantastiks - The Boy", "Lapsos de Lucy", "Romeu e Julieta", "Seis Graus de Separação", "A Família de Mann", "O Clube Quatro-H", entre outros. .
A experiência de televisão de McNeill também inclui papéis em vários filmes como Mestres do Universo (1987), Mães, Filhas e Amantes (1989), Spies (1993), One More Mountain (1994), Infestado (2002). Ele fez sua estréia na direção em Star Trek: Voyager (1995) e continuou em shows como Dawson's Creek (1998), 9mm de Love (2000), The Battery (1998), Star Trek: Enterprise (2001), Dead Like Me ( 2003), entre outros.