Interprète, Producteur exécutif, Producteur, Scénariste
Installé à Los Angeles, Robert Mitchum occupe divers emplois. Il interprète plusieurs pièces au Long Beach Civic Theatre. Dans les années 1930, il écrit des pièces pour les enfants. Sa rencontre avec Harry Shermann, producteur de la série Hopalong Cassidy, est décisive. Il est embauché pour des petits rôles dans la série, puis dans des westerns, à partir de 1943. Ce sont Les Forçats de la gloire (1945) de William Wellman qui lancent sa carrière : il est nominé aux oscars pour sa prestation, et la R.K.O. le prend sous contrat, décidée à en faire une star.
Avec son physique imposant, sa démarche lente et sûre, et son nez brisé, Robert Mitchum est surtout choisi au début de sa carrière pour des rôles de méchants, dans des films noirs. En 1947, on le découvre en détective sobre et introverti dans La Griffe du passé de Jacques Tourneur, un de ses films importants. Robert Mitchum est aussi anticonformiste dans ses films que dans sa vie, et l'acteur et l'homme se fondent totalement. Ce héros se définit clairement à partir de 1952, dans Macao de Joseph von Sternberg, dans Un si doux visage d'Otto Preminger et dans les Indomptables de Nicholas Ray, où il incarne une vedette de rodéo dont la solitude séduit Susan Hayward. En 1955, le contrat de Robert Mitchum avec la R.K.O. prend fin ; il tourne alors Rivière sans retour d'Otto Preminger, avec Marilyn Monroe, puis La Nuit du chasseur de Charles Laughton. Ce dernier film lui offre un de ses plus célèbres rôles : il incarne un homme d'église peu recommandable avec une envergure shakespearienne. Il réussit en effet à passer du pathétique à la terreur authentique avec une conviction et une économie de moyen étonnantes. Dans le registre du mal absolu, Robert Mitchum s'illustre aussi particulièrement dans Les Nerfs à vif (1961) de Jack Lee Thompson en tueur tranquille et sadique, vêtu de blanc. L'aspect noir de ces personnages, associé aux tumultes de sa vie privée, contribue beaucoup à sa popularité. En 1962, il compose un remarquable rôle à contre-emploi dans Deux sur la balançoire de Robert Wise, où il fait preuve d'une très grande sensibilité. Robert Mitchum montre ainsi qu'il peut s'adapter à tous les genres cinématographiques. Au-delà des westerns et des polars, il endosse des rôles dramatiques (le patriarche de Celui par qui le scandale arrive, 1960, de Vincente Minnelli) et tourne des films d'aventure (L'Aventurier du Kenya, 1965, de Ronald Neame). Il joue aussi des comédies, notamment Ailleurs l'herbe est plus verte (1960) de Stanley Donen. Après trente ans de métier, Mitchum s'assagit mais reste subversif. Dans Yakusa (1975) de Sydney Pollack, il incarne un tueur fatigué, fidèle aux vieilles amitiés dans un Japon déchiré entre tradition et modernité. Une de ses dernières compositions marquantes date de 1995 dans Dead man de Jim Jarmusch. Le mythe Mitchum est tout entier baigné de cet univers noir, où le héros désabusé garde une aura romantique et ne vieillit pas.
En 1955, Robert Mitchum crée sa maison de production, qu'il baptise DRM Production d'après ses initiales et celles de son épouse.
Il écrit et produit Thunder Road en 1958. Il produit aussi L'Aventurier du Rio Grande (1959) de son ami Robert Parrish.
En 1957, il signe un contrat chez Capitol Record et rencontre quelques succès, notamment avec la chanson " Calypso is Like so ".
Robert Mitchum écrit de la poésie.