Родился Роб Коэн в городе Корнуолл (штат Нью-Йорк) 12 марта 1949 года. Образование получил в Гарвардском университете, и уже в возрасте 24 лет получает должность продюсера в киноподразделении звукозаписывающей компании «Motown Records».
Одной из первых работ Роба в качестве продюсера становится мелодрама «Красное дерево» (1975), главную роль в которой сыграла звезда соул-музыки Диана Росс. Следом выходит комедия «Долговязый Бинго и его звездная группа» (1976). Последнюю картину срежиссировал Джон Бэдэм, совместно с которым они вскоре организовывают свою собственную компанию «Badham-Cohen productions». В будущем Коэн станет продюсером еще двух картин Бэдема: «Птичка на проводе» (1990) и «Напролом!» (1991).
Режиссерский дебют Роба Коэна состоялся в 1980 году с романтической драмой «Узкий круг друзей». Выпустив в качестве режиссера еще одну картину - «Скандалы» (1984), Роб на довольно продолжительный срок оставляет режиссуру, возвращаясь к продюсерской деятельности. Из множества картин, над которыми он работал в качестве продюсера, наибольшую известность приобрели: «Иствикские ведьмы» (1987) Джорджа Миллера и «Бегущий человек» (1987) Пола Майкла Глейсера. К режиссуре Коэн возвращается только лишь в 1993 году с картиной «Дракон: История Брюса Ли», посвященной одному из наиболее известных голливудских актеров. Три года спустя на экраны выходят сразу две его режиссерские работы: динамический триллер «Дневной свет» (1996) и приключенческая сказка «Сердце дракона» (1996).
Спустя еще два года выходит, многократно выдвигавшийся на премию «Эмми» телевизионный фильм «Крысиная стая» (1998). В 2000 году на экраны выходит довольно интересный психологический триллер «Черепа». Однако настоящий успех и мировая известность к режиссеру приходят только лишь в 2001 году, с выходом на экраны коммерческого суперхита «Форсаж». Картина с бюджетом в 38 миллионов долларов, собирает в мировом прокате более 200 миллионов. Окончательно закрепиться в статусе коммерческого режиссера Коэну удается уже на следующий год, выпустив еще один суперхит «Три икса» (2002) - остросюжетный боевик с великолепным Вин Дизелем в главной роли собирает в мировом прокате более 270 миллионов долларов.
За оглушительный провал фильма «Стелс» (2005), не окупившего даже собственного бюджета, режиссер сполна реабилитируется в 2008 году. Фантастическая картина «Мумия: Гробница Императора Драконов» - собирает в прокате чуть менее трехсот миллионов долларов. В 2012 году Роб режиссирует остросюжетный фильм «Я, Алекс Кросс».
Поклонники его творчества с нетерпением ждут следующих работ.