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麥特戴蒙是波士頓出身,曾就讀哈佛大學,並在美國定目劇團獲取第一次表演經驗。他演出的電影處女作是《現代灰姑娘》,接著演出《校園風雲》、《印第安傳奇》、電視電影《Rising Son》,及湯米李瓊斯執導的電視作品《The Good Old Boys》,首次獲得注目的嶄露頭角之作是1996年的《火線勇氣》。
麥特戴蒙跟他的畢生好友班艾佛利克,一同編寫備受好評的1997年劇情片《心靈捕手》,使他們贏得奧斯卡獎、金球獎及各個影評協會的最佳原創劇本獎,他也因這部電影獲得奧斯卡獎、金球獎和螢幕演員公會獎提名最佳男主角獎。同年,他演出法蘭西斯科波拉執導的《造雨人》,及在凱文史密斯執導的《愛,上了癮》中客串演出。
隔年1998年,麥特戴蒙演出史蒂芬史匹柏執導的二次大戰得獎片《搶救雷恩大兵》,也演出約翰戴爾執導的《賭王之王》。他因1999年的《天才雷普利》獲得第3座金球獎提名,導演是安東尼明格拉,他也跟班艾佛利和導演凱文史密斯再度合作,演出引發爭議的喜劇片《怒犯天條》。
2002年,麥特戴蒙首次主演以傑森包恩為男主角的賣座動作片《神鬼認證》,由道格萊門執導。之後他並拍了續集《神鬼認證2:神鬼疑雲》及《神鬼認證:最後通牒》,兩部皆由保羅葛林葛瑞斯執導。2010年,他再度跟該導演合作動作驚悚片《關鍵指令》。
2009年因演出克林伊斯威特執導的寫實片《打不倒的勇者》,獲得奧斯卡獎及螢幕演員公會獎的最佳男配角提名。2010年年初,他同時獲得2項金球獎提名,分別是《打不倒的勇者》入圍最佳男配角獎、及史蒂芬索德柏執導的《爆料大師》入圍最佳男主角獎。
麥特戴蒙是史蒂芬索德柏的愛用演員,除了兩人第6度合作的新作《全境擴散》及《爆料大師》,兩人之前還合作過眾星雲集的動作喜劇《瞞天過海》、《瞞天過海2:長驅直入》及《瞞天過海:十三王牌》,他也客串演出該導演兩集傳記片的第2集《切:39歲的告別信》。
勞勃狄尼洛的演藝資歷傲人,電影事業從1969年布萊恩狄帕瑪執導的《The Wedding Party》開始。直到1973年,他已因《戰鼓輕敲》及馬丁史柯西斯執導的《殘酷大街》兩度贏得紐約影評人獎的最佳男配角獎。 1974年,勞勃狄尼洛因《教父2》贏得奧斯卡獎的最佳男配角獎。1980年,他因馬丁史柯西斯執導的《蠻牛》贏得第二座奧斯卡獎,這次的獎項是最佳男主角獎。
勞勃狄尼洛還有另外五次獲得奧斯卡獎提名,入圍電影分別是馬丁史柯西斯執導的《計程車司機》;麥可西米諾執導的《越戰獵鹿人》;潘妮馬歇爾執導的《睡人》;馬丁史柯西斯執導的重拍片《恐怖角》;以及大衛歐羅素執導的《派特的幸福劇本》。
2003年,勞勃狄尼洛、珍羅森泰和克雷格哈卡成立翠貝卡企業,是一間多元化媒體公司,任務是提供藝術家獨特的平台,以擴展觀眾群及使消費者體驗獨立電影和媒體。勞勃狄尼洛透過翠貝卡公司開發各種計劃,並身兼多種身分,包括製片、導演和演員,首度執導演筒拍攝的電影為《四海情深》,之後他又自導自演《特務風雲:中情局誕生秘辛》。
勞勃狄尼洛因傑出的表演成就獲頒甘迺迪中心的榮譽獎。他也榮獲好萊塢影展的好萊塢演員獎及英國影藝學院獎大不列顛獎的史丹利庫伯力克獎。2010年,他獲選為AARP雜誌的電影終身成就獎得主。 2011年,勞勃狄尼洛獲頒金球獎的塞西爾戴米爾獎。他也擔任第64屆坎城影展的評審團主席。