Pianista Robert Levin występował w USA, Europie, Australii i Azji. Grał z orkiestrami z Berlina, Birmingham, Bostonu, Chicago, Cleveland, Los Angeles, Melbourne, Montrealu and Wiednia na instrumencie firmy Steinway pod batutą takich dyrygentów jak James Conlon, Bernard Haitink, Sir Neville Marriner, Seiji Ozawa and Sir Simon Rattle. Grał też na fortepianie Cristoforiego z Academy of Ancient Music, London Classical Players, English Baroque Soloists, the Orchestra of the Age of Enlightenment i Orchestre Révolutionnaire et Romantique, z takimi dyrygentami jak Christopher Hogwood, Sir Charles Mackerras, Sir Roger Norrington i Sir John Eliot Gardiner. Robert Levin znany jest w improwizowanych ornamentów i wirtuozowskich kadencji w repertuarze epoki klasycznej. Nagrywał dla DG Archiv, CRI, Decca, Deutsche Grammophon Yellow Label, ECM, Nonesuch, Philips i SONY Classical. Ma w swej dyskografii cykl koncertów Mozarta, nagrany z towarzyszeniem Academy of Ancient Music pod batutą Christophera Hogwooda oraz cykl koncertów Beethovena, zarejestrowany przez DG Archiv wraz z Johnem Eliotem Gardinerem i Orchestre Révolutionnaire et Romantique (na płycie znalazło się m.in. światowe prawykonanie beethovenowskich aranżacji IV Koncertu na fortepian i kwintet smyczkowy oraz II Symfonii na tercet fortepianowy). Nagrał też wszystkie koncerty klawesynowe (pod batutą Helmutha Rillinga), sześć Suit angielskich (on fortepian) i całość Das Wohltemperierte Klavier (na pięć instrumentów klawiszowych) Bacha w ramach 172-płytowej kolekcji Bachakademie Hänsslera.
Robert Levin działa również jako muzyk kameralny; od wielu lat współpracuje ze skrzypaczką Kim Kashkashian i nowojorskim zespołem Philomusica.
Oprócz działalności wykonawczej Robert Levin jest znanym teoretykiem muzyki i znawcą Mozarta, autorem wielu publikacji na temat tego kompozytora. Jest członkiem Zentralinstitut für Mozartforschung; jego dokończenia pozostawionych przez Mozarta fragmentów wydawane są przez takie wydawnictwa jak Bärenreiter, Breitkopf & Härtel, Hänssler, czy Peters, wykonywane i nagrywane na całym świecie. Nowe dokończenie Mszy c-moll, dokonane na zamówienie Carnegie Hall, miało tam swą premierę w styczniu 2005 – dyrygował Helmuth Rilling. Robert Levin jest prezesem Międzynarodowego Konkursu Bachowskiego w Lipsku, członkiem Amerykańskiej Akademii Umiejętności oraz profesorem ufundowanej przez Dwighta P. Robinsona juniora katedry nauk humanistycznych na Uniwersytecie Harvarda.