Robert Thalheim natočil svůj první televizní dokument Um vier Uhr plötzlich ging die Welt unter... hned po maturitě, poté nastoupil náhradní vojenskou službu v Mezinárodním středisku mládeže v Osvětimi. Dva roky studoval německou literaturu, historii a politiku na berlínské Freie Universität. V letech 2000 až 2006 vystudoval režii na Vysoké filmové a televizní škole Konrada Wolfa v Postupimi-Babelsbergu. Při té příležitosti se účastnil „hollywoodských projektů“ pro francouzskou a německou televizi. Natočil další čtyři krátké filmy (Three Percent, Zeit ist Leben, Granica, Ich) a poté debutoval celovečerním snímkem Netto (2004), který získal řadu cen (mimo jiné Cenu poroty na Berlinale 2005). Svůj druhý celovečerní titul natočil v roce 2007 v Osvětimi.