В юности три года плавал юнгой на корабле; затем учился вокальному мастерству у Хильхельма Харольда и актерской игре у Николая Найндама. Завершил свое образование в актерской школе Дагмар-театра, на сцене которого в октябре 1894 года и состоялся его театральный дебют.
С 1894 по1905 работал в Дагмар-театре, потом несколько лет играл на разных сценах Северной Европы, после возвращения на родину в 1908 году – в Новом театре, в 1909 – 1910 годах - снова в Дагмар-театре.
В кино дебютировал в 1910 году, снявшись в легендарной картине студии Косморама "Бездна" (Afgrunden). Актер играл жениха героини Асты Нильсен. Фильм имел оглушительный успех у публики, лента была высоко оценена критиками и творческой интеллигенцией. С этой картины начинается золотая эпоха датского кинематографа.
В 1911 на студии Кинографен Роберт Динесен вместе с Альфредом Линдом поставил фильм "Четыре дьявола", сыграв в нем одну из главных ролей. Снятая по новелле Германа Банга картина стала этапной не только для кино Дании, но и оказала огромное влияние на весь мировой кинематограф. Не случайно в последующие годы к экранизации этой новеллы возвращались не раз: в 1920 году Сандберг в Германии ("Die Benefiz-Vorstellung der vier Teufel"), в 1928 году Мурнау в США ("4 Devils"). Как сказал один исследователь датского кинематографа, это был первый фильм в мире, говорящий современным кинематографическим языком.
В 1912 году Динесен перешел в Нордиск. Работал актером, помощником режиссера (в том числе помогал Августу Блому ставить масштабную "Атлантиду" ("Atlantis"), потом стал снимать фильмы самостоятельно. Всего за годы работы на этой студии Роберт Динесен участвовал в создании более 70 картин.
С 1918 года на шведской студии Палладиум снял для студии два фильма, но длительного сотрудничества не получилось.
В том же году Динесен, подписав контракт со студией Джо Мэя, уехал в Берлин. В Германии творческая судьба режиссера сложилась удачно, Динесен поставил более дюжины картин с участием немецких звезд первой величины: Лии де Путти, Ольги Чеховой, Альфреда Абеля, Конрада Фейдта.
В Германии Роберт Динесен женился в третий раз. Его новая избранница Маргарита Шён, как и две предыдущие жены, была актрисой. Она хорошо известна по роли Кримхильды в эпике Фрица Ланга "Нибелунги".
После прихода к власти нацистов Динесен, не желавший работать под управлением геббельсовского министерства пропаганды, окончательно ушел из кинематографа, целиком посвятив себя живописи - главному хобби своей жизни.
Перевод биографии: Потейка, редакция zhugeliang30