De inmiddels 38 jarige Thicke begon op jonge leeftijd al met zingen. De demo van het nummer Anyway komt terecht bij de Amerikaanse pop- en R&B zanger, en platenproducent Brian McKnight, die vervolgens het nummer op zijn tweede album plaatst. Het zorgt er voor dat hij als 16-jarige een platencontract kan tekenen.
Inmiddels maakt hij tracks voor acts als Brandy, Jordan Knight, 3T, Mya, Michael Jackson en Christina Aguilera. Als Thicke scoort hij met zijn debuutsingle in 2003 ook meteen zijn eerste hit in ons land met When I Get You Alone. De track, gebaseerd op de vijfde symfonie van Beethoven, slaat in de wereld aan als een bom en later dat jaar verschijnt het album A Beautiful World.
Kort daarna tekent hij een contract met The Neptunes en werkt samen met Pharrell aan het album The Evolution Of Robin Thicke dat in 2006 verschijnt. Van zijn derde studioalbum weet de eerste single, Magic, hem in Nederland weer een hit op te leveren.
De track van zijn zesde album is Blurred Lines dat hij samen met T.I. en Pharrell Williams opneemt. De track staat weken op nummer 1. Achteraf doet de hit veel stof opwaaien omdat de erven van Marvin Gaye het nummer te veel vinden lijken op Got To Give It Up. De familie eist een vergoeding van ruim 23 miljoen euro, waar de rechtbank in Los Angeles uiteindelijk een boete van bijna 7 miljoen euro oplegt. Eind 2013 speelt hij het nummer samen met Earth Wind & Fire tijdens het Grammy concert dat wordt uitgezonden op de Amerikaanse tv.
Afgelopen zomer werkte Thicke samen met Nicki Minaj, en al zijn tracks van vroeger en nu zijn dagelijks te horen op What’s On Radio.