1937年，羅伯特·盧卡斯生於華盛頓的雅奇馬。他是家裏的長子，有一個妹妹珍妮弗和彼得、丹尼爾兩個弟弟。當盧卡斯在高中學微積分時，他幫助父親解決了一個冷凍機設計問題，並且使用了他的計算！盧卡斯第一次品嚐實際應用數學，這是激動人心的一次。
1955年，盧卡斯從西雅圖的羅斯福公立學校高中畢業。他的數學很好，大家都希望他進西雅圖的華盛頓大學學習工程專業，但盧卡斯自己卻希望到離家遠一些的地方上學。後來芝加哥給予他獎學金，使他能夠如願。但芝加哥沒有工學院，從而終止了他做工程師的夢。當他坐上前往芝加哥的火車時，對將要來到的大學生活有諸多美好的設想。
在那個時候，熱門專業是學物理，但盧卡斯對此沒有興趣。真正令他激動的是芝加哥學院的人文科學，如西方文明史和知識的組織、方法及原理。這些課程中的一切對他都是新的。他選修古代史序列，並且變成主修曆史。
盧卡斯由於獲得了一項伍德羅·威爾遜博士獎學金，而進入加州大學攻讀曆史專業研究生。
在芝加哥，盧卡斯讀到了比利時曆史學家亨利·皮倫尼，他記述了羅馬時代的終結，並強調麵對政治大破壞時，人民的經濟生活的連續性。對此，盧卡斯印象深刻。在伯克萊，他選修了經濟史課程，並旁聽經濟理論課。從那時起，他開始對經濟學產生濃厚的興趣。他決定改學經濟學，並因此回到了芝加哥。
為了學到更多的經濟學基礎知識，盧卡斯拿起“戰後最重要的經濟學書籍”保羅·薩繆爾遜的《經濟分析基礎》。雖然，其中的數學和經濟學對他來說是難以理解的，但他決心很大。在談到這段時光時，盧卡斯說：“那年夏天我的所有空餘時間都花費在讀完前四章，一行又一行，在我需要時回到我的微積分書籍。到秋季開始，我已是一名很好的經濟技術人員。而且能管理我自己的經濟學教育。”
1960年秋季，盧卡斯開始學習密爾頓·弗裏德曼的價格理論序列。這是他盼望一個暑假的著名課程，但它“遠比我曾想象的任何東西更令人激動”。弗裏德曼的光彩與深度，吸引著他，也激勵著他。“每一堂課後，我設法把弗裏德曼講的東西翻譯成我從薩繆爾遜那兒學到的數字。我知道我永遠不如弗裏德曼思想敏捷，但是我也知道如果我開發了一種研究經濟問題的可靠的係統的方式，我將到達正確地點。”“費裏德曼的課程終止了我作為一名謹慎的接近端正的A等學生的長期生涯。如果一門課程未必是一種改變生活的經驗，我便失去興趣，隻偶然去聽課。”
盧卡斯的有些課程的成績開始得“C”。但是他有了更多的時間去學他認為有趣的東西。第一次選修了一門嚴格的分析課程和一門統計學，采用WilliamFelles的《概率論及其應用導論》的第一卷。他以極高的熱情學習經濟學的許多課程，如數量經濟學、財政學係列。
20世紀60年代，芝加哥的學生生活是多姿多彩的。他及他的一些同學已成為現在享有國際聲譽的人物。
1963年，卡內基工學院（現在的卡內基—梅隆大學）的工業管理研究生院提供給盧卡斯一個教職。
盧卡斯在卡內基工學院的第一年，花了不少時間學習動態係統和在時間過程中優化的數學，並設法看一看這些方法如何可以最好地用於經濟問題。那幾年，卡內基—梅隆有一群傑出的經濟學家對動力學和預期的形成有興趣，盧卡斯也是其中之一。他在那時與雷納德·萊普英合作進行項目研究，他還與愛德華·普裏斯科特合作完成了一個不完全競爭產業的動力學的理論項目。並寫了一篇《不確定下的投資》的文章。在此期間，盧卡斯的經濟動力學的全部觀點逐漸成形。
以後，盧卡斯又對薩繆爾遜的一個貨幣經濟的交叉各代模型產生興趣。他的觀點集中反映在1970年完成、1972年發表的《預期和貨幣中性》的文章中。這篇文章是他的代表作，貨幣中性是他獲得諾貝爾獎的演講主題之一。1995年5月，在明尼亞波列斯聯邦準備銀行的讚助下，還為此文專門組織了一個25周年的紀念會。