1937年，罗伯特·卢卡斯生于华盛顿的雅奇马。他是家里的长子，有一个妹妹珍妮弗和彼得、丹尼尔两个弟弟。当卢卡斯在高中学微积分时，他帮助父亲解决了一个冷冻机设计问题，并且使用了他的计算！卢卡斯第一次品尝实际应用数学，这是激动人心的一次。
1955年，卢卡斯从西雅图的罗斯福公立学校高中毕业。他的数学很好，大家都希望他进西雅图的华盛顿大学学习工程专业，但卢卡斯自己却希望到离家远一些的地方上学。后来芝加哥给予他奖学金，使他能够如愿。但芝加哥没有工学院，从而终止了他做工程师的梦。当他坐上前往芝加哥的火车时，对将要来到的大学生活有诸多美好的设想。
在那个时候，热门专业是学物理，但卢卡斯对此没有兴趣。真正令他激动的是芝加哥学院的人文科学，如西方文明史和知识的组织、方法及原理。这些课程中的一切对他都是新的。他选修古代史序列，并且变成主修历史。
卢卡斯由于获得了一项伍德罗·威尔逊博士奖学金，而进入加州大学攻读历史专业研究生。
在芝加哥，卢卡斯读到了比利时历史学家亨利·皮伦尼，他记述了罗马时代的终结，并强调面对政治大破坏时，人民的经济生活的连续性。对此，卢卡斯印象深刻。在伯克莱，他选修了经济史课程，并旁听经济理论课。从那时起，他开始对经济学产生浓厚的兴趣。他决定改学经济学，并因此回到了芝加哥。
为了学到更多的经济学基础知识，卢卡斯拿起“战后最重要的经济学书籍”保罗·萨缪尔逊的《经济分析基础》。虽然，其中的数学和经济学对他来说是难以理解的，但他决心很大。在谈到这段时光时，卢卡斯说：“那年夏天我的所有空余时间都花费在读完前四章，一行又一行，在我需要时回到我的微积分书籍。到秋季开始，我已是一名很好的经济技术人员。而且能管理我自己的经济学教育。”
1960年秋季，卢卡斯开始学习密尔顿·弗里德曼的价格理论序列。这是他盼望一个暑假的著名课程，但它“远比我曾想象的任何东西更令人激动”。弗里德曼的光彩与深度，吸引着他，也激励着他。“每一堂课后，我设法把弗里德曼讲的东西翻译成我从萨缪尔逊那儿学到的数字。我知道我永远不如弗里德曼思想敏捷，但是我也知道如果我开发了一种研究经济问题的可靠的系统的方式，我将到达正确地点。”“费里德曼的课程终止了我作为一名谨慎的接近端正的A等学生的长期生涯。如果一门课程未必是一种改变生活的经验，我便失去兴趣，只偶然去听课。”
卢卡斯的有些课程的成绩开始得“C”。但是他有了更多的时间去学他认为有趣的东西。第一次选修了一门严格的分析课程和一门统计学，采用William Felles的《概率论及其应用导论》的第一卷。他以极高的热情学习经济学的许多课程，如数量经济学、财政学系列。
20世纪60年代，芝加哥的学生生活是多姿多彩的。他及他的一些同学已成为现在享有国际声誉的人物。
1963年，卡内基工学院（现在的卡内基—梅隆大学）的工业管理研究生院提供给卢卡斯一个教职。
卢卡斯在卡内基工学院的第一年，花了不少时间学习动态系统和在时间过程中优化的数学，并设法看一看这些方法如何可以最好地用于经济问题。那几年，卡内基—梅隆有一群杰出的经济学家对动力学和预期的形成有兴趣，卢卡斯也是其中之一。他在那时与雷纳德·莱普英合作进行项目研究，他还与爱德华·普里斯科特合作完成了一个不完全竞争产业的动力学的理论项目。并写了一篇《不确定下的投资》的文章。在此期间，卢卡斯的经济动力学的全部观点逐渐成形。
以后，卢卡斯又对萨缪尔逊的一个货币经济的交叉各代模型产生兴趣。他的观点集中反映在1970年完成、1972年发表的《预期和货币中性》的文章中。这篇文章是他的代表作，货币中性是他获得诺贝尔奖的演讲主题之一。1995年5月，在明尼亚波列斯联邦准备银行的赞助下，还为此文专门组织了一个25周年的纪念会。
1974年卢卡斯回芝加哥教书。1980年成为芝加哥的约翰·杜威有优异贡献教授。卢卡斯说：“对我来说，芝加哥是一个奇异的地方，我当学生即有这种体验，并且我曾被同事们和研究生教学推动到货币理论、国际贸易、财政政策及经济增长的研究，都是宏观经济学中的主要题目。”
卢卡斯第一个妻子是丽塔·柯恒，她是芝加哥大学的毕业生，他们于1959年8月结婚。当时卢卡斯还没去伯克莱读研究生。他们有两个儿子。长子斯蒡，1960年9月在芝加哥出生，现在是纽约化学银行一个证券买卖人。次子约瑟1966年1月出生于匹兹堡，现在是波士顿大学攻读历史的研究生。卢卡斯与丽塔1982年分居，几年后离婚。1982年以后，卢卡斯与南希·托基共同生活，他们是芝加哥的同事。他们曾合写关于增长理论、财政学、及货币理论等方面的文章，并有合作的专著《经济动力学中的递归法》，于1989年出版。以后，他们共同分享家庭生活的愉悦和安谧。他们经常住在芝加哥北边的一套公寓里，夏天则去威斯康辛道尔县密歇根湖边的夏屋避暑。
1995年10月10日，瑞典皇家科学院宣布，把该年度的诺贝尔经济学奖授予美国芝加哥大学教授罗伯特·卢卡斯，以表彰他对“理性预期假说的应用和发展”所做的贡献。他的研究，“改变了宏观经济的分析，加深了人们对经济政策的理解”，并为各国政府制定经济政策提供了崭新的思路。
卢卡斯从20世纪70年代初起，率先将理性预期假说成功地运用于宏观经济分析，开创并领导一个新的宏观经济学派——理性预期学派，或新古典宏观经济学派。直到获奖前，卢卡斯在宏观经济模型构造、计量方法、动态经济分析以及国际资本流动分析等方面都做出了卓越的贡献。
理性预期，是指经济当事人为了避免损失和谋取最大利益，设法利用一切可以取得的信息，来对所关心的经济变量在未来的变动状况做出尽可能准确的预计。这一概念最早是由美国经济学家穆斯于1961年在《理性预期与价格变动理论》一文中明确提出。其目的是想说明：表达商品市场动态行为的蛛网理论模型完全是以非理性预期为前提的，如果生产者的预期合乎理性，那么商品市场必将更快地趋近于它的均衡点。穆斯所提出的这一假说，尽管在当时曾被用于金融市场动态行为分析，但从未被作为宏观经济动态分析的前提，因而对一般经济思想并未产生广泛影响。
直到20世纪70年代初期，西方经济出现了滞胀现象，而货币主义者在关于菲利普斯曲线的短期效应问题上仍无法同后凯恩斯主义主流派彻底决裂，正是在这一情形下，卢卡斯于1972年发表了《预期与货币中性》一文，首先将穆斯的假说同货币主义模型结合起来分析。随后，卢卡斯本人及明尼苏达大学萨金特和华莱士等人发表了一系列论文，对理性预期假说做了进一步阐述。到20世纪70年代中后期，一个以年轻学者为主体的新宏观经济学派——理性预期学派（或新古典宏观经济学派）形成，卢卡斯则成为这个学派的头号领袖人物。该学派的理论在货币主义研究基础上建立了一整套完全不同于凯恩斯学说的理论。该理论较好地解释了经济的衰退与失业，使理性预期学派在80年代以来取代了货币主义的地位，赢得了西方经济学界广泛关注，并引发了经济学理论研究的一场大革新。
