Après des études au collège d'Orléans, il se rend à Paris où il étudie l'horlogerie, l'électricité et la construction d'automates. Il dépose plusieurs brevets d'inventions. Il est le premier à perfectionner l'ampoule électrique à incandescence. Il répare entre autres le « Componium », ancêtre des robots musicaux. Ce travail lui apporte une notoriété certaine et, devenu horloger reconnu, il travaille pour la Maison Destouche. Il dépose en 1837 son premier brevet : un « réveil briquet ». Puis il crée des pendules mystérieuses dont le mécanisme est invisible, et enfin ses propres automates. Son « écrivain dessinateur », clou de l'Exposition nationale de 1844, est acheté par le célèbre Barnum et lui ouvre les portes du marchand Alphonse Giroux, pour qui il fabrique différents automates.

Il découvre l'illusionnisme dans le recueil d'un bonimenteur dénonçant le charlatanisme, le docteur Carlosbach[1], la science de l'escamotage, ancêtre de la prestidigitation. Remarié après la mort de sa première femme, il entame sa carrière de prestidigitateur.

Plaque commémorative, 11 rue de Valois à Paris, où avaient lieu les « Soirées fantastiques » de Robert-HoudinUn collectionneur, le comte de L'Escalopier, devenu son ami, lui avance la somme nécessaire pour ouvrir un théâtre de magie à Paris. Le 3 juillet 1845 a lieu la première des « Soirées fantastiques de Robert-Houdin », 11 rue de Valois, au Palais-Royal. C'est le succès immédiat. Il y présente des automates magiques[2] tels que L'Oranger merveilleux, Le Pâtissier du Palais-Royal et Le Voltigeur au trapèze, ainsi que des expériences inédites comme La Bouteille inépuisable et La Suspension éthéréenne dont la conception et l'exécution envoient aux oubliettes le répertoire désormais désuet de ses prédécesseurs.

En quelques années Robert-Houdin fait fortune. Il laisse son théâtre, qui entre-temps s'était installé boulevard des Italiens, à son beau-frère Hamilton. Robert-Houdin retourne vivre à Saint-Gervais-la-Forêt près de Blois, dans une propriété, « Le Prieuré », dont il truque le jardin grâce à des commandes électromécaniques et des appareils qu'il a inventés pour surprendre ses visiteurs.

En 1888, le théâtre est vendu par ses héritiers à Georges Méliès, lui-même illusionniste, qui fonde l'Académie de prestidigitation en 1891. Georges Méliès suit ses traces en inventant les premiers trucages cinématographiques. Enfin, un certain Ehrich Weiss, connaîtra une célébrité mondiale sous son nom de scène, Harry Houdini, pseudonyme qu'il a adopté en hommage à Robert-Houdin.

Robert-Houdin s'intéresse à tout ce qui touche aux sciences et dépose de nombreux brevets. On lui doit les appareils permettant de mesurer les « touches » des escrimeurs, le taximètre, des appareils électromécaniques de contrôle à distance, certains instruments d’ophtalmologie.

Parallèlement, il publie ses mémoires et révèle ses procédés. Il publie aussi des articles pour La Grande Encyclopédie Larousse.

Éprouvé par le décès d'un de ses fils tué pendant la guerre de 1870, il s'éteint à Saint-Gervais-la-Forêt en 1871.