Клифф Робертсон родился 9 сентября 1923 года в Лос-Анджелесе, штат Калифорния, в семье Одри Робертсон и Клиффорда Паркера Робертсон.
Он учился в колледже Энтиоч и сначала работал журналистом.
В 1969 году получил премию «Оскар» в номинации «Лучшая мужская роль» за роль Чарли Гордона в фильме «Чарли».
Также Робертсон известен по картинам «Три дня Кондора» и «Человек эпохи Возождения». В 2000-х годах он сыграл Бена Паркера – дядю Питера Паркера в трилогии о «Человеке-пауке».
Был членом жюри на 39-ом Берлинском международном кинофестивале.
За свою актерскую карьеру Робертсон сыграл в более 60 фильмах.
В 1957 году он женился на бывшей супруге актера Джека Леммона, Синтии Стоун. Они развелись в 1960. От этого брака у Робертсона есть дочь.
В 1966 году Робертсон он женился на Меррилл, от которой у него также была дочь Хизер (скончалась от рака в 1993 году). Они развелись в 1989 году.
Хобби актера — авиация. Робертсон владел бипланом De Havilland Tiger Moth, монопланом Messerschmitt Bf.108 Taifun и истребителем Supermarine Spitfire.