Bosch s-a născut în 1861 în apropierea oraşului Ulm, aflat în sudul Germaniei. A fost cel de-al 11-lea din cei 12 copii ai unei familii de fermieri. Tatăl lui era francmason şi extrem de cultivat pentru statutul de fermier, de aceea a fost atent şi la educaţia copiilor lui. Între 1869 şi 1975, Robert Bosch a studiat la şcoala tehnică Realschule din Ulm, iar apoi şi-a completat cunoştinţele cu un stagiu de ucenicie ca mecanic.

Şi-a început cariera la 18 ani, fiind implicat în producţia echipamentelor electrice. Între 1869 şi 1886 a muncit pentru companii din Germania, iar, mai târziu, în Statele Unite ale Americii pentru Thomas Edison şi în cadrul Siemens din Anglia. Bosch a învăţat însă tainele afacerilor de la fratele lui, Karl, care avea o companie de instalaţii pentru gaze şi apă în Köln. Robert Bosch şi-a început drumul de antreprenor înfiinţând în 1886 în Stuttgart „Atelierul pentru mecanică precisă şi inginerie electrică„, împreună cu un asociat şi un ucenic. Firma era destinată instalării de echipamente electrice, inclusiv instalaţii de telefonie. Capitalul operaţional de 10.000 de mărci al firmei, parte a economiilor lui Bosch şi a moştenirii primite de la tatăl lui, a fost epuizat în scurt timp. Bosch a reuşit să menţină însă compania pe linia de plutire printr-un împrumut bancar. Antreprenorul investea în permanenţă câştigurile modeste ale firmei în noi utilaje. Afacerea s-a dezvoltat, iar, până în 1900 numărul angajaţilor ajunsese la 40.

Electrificarea oraşului Stuttgart adusă de era industrială a fost un impuls important în creşterea afacerii. Totuşi, produsul care a adus succesul companiei a fost dispozitivul pentru aprindere cu magnetou creat de Bosch, cel care a revoluţionat industria auto. Bosch a creat dispozitivul la cererea unui client, bazându-se pe un produs conceput de un alt producător din Köln. Bosch a îmbunătăţit dispozitivul, iar acesta a fost primul său succes economic. Scopul magnetoului era generarea scânteii electrice necesare pornirii unui motor cu combustie internă. În 1901 Bosch deschidea propria fabrică, angajând 45 de salariaţi. Antreprenorul începuse încă din 1898 să îşi vândă produsele în alte ţări din Europa, mai întâi în Anglia, iar apoi în Franţa, Austria şi Ungaria. În Statele Unite ale Americii şi-a deschis primele departamente de vânzări în 1906, iar şase ani mai târziu a inaugurat acolo şi o fabrică. În acea perioadă, Bosch era şi unul dintre primii angajatori care introduceau ziua lucrătoare de opt ore. Până în 1913, compania sa a ajuns să vândă produsele pe toate continentele şi să genereze 88% din vânzări pe pieţe de export.

Prim-ul Război Mondial a fost un dezastru pentru Bosch, odată cu dispariţia pieţelor cheie ale companiei.

După Primul Război Mondial,  Bosch a lansat o serie de inovaţii în industria automotive – claxonul electric, ştergătoarele de parbriz, injecţia diesel, sistemul pneumatic de frânare. Însă, odată cu criza economică din 1920, când industria auto a fost printre cele mai afectate, Bosch a iniţiat un proces de modernizare şi diversificare pentru a reduce dependenţa de industria automotive. În câţiva ani, a transformat compania dintr-un furnizor de piese auto într-o multinaţională producătoare de produse electrice. În 1937 a restructurat compania transformând-o într-o societate cu răspundere limitată. Ultimii ani din viaţa lui Bosch au fost umbriţi de implicarea companiei în reînarmarea Celui de-al Treilea Reich. El şi asociaţii lui au susţinut rezistenţa în faţa regimului nazist şi au contribuit la salvarea angajaţilor evrei de la executare.