Dîplomé de Harvard, Rob Cohen débute à 20 ans comme assistant de Daniel Petrie sur le téléfilm Silent night, lonely night puis comme lecteur de scénario à l'International Famous Agency où il recommande notamment le script de L'Arnaque. Au début des années 70, il entre à la Twentieth Century Fox Television où il assiste d'abord le vice-président Richard Berger puis devient directeur de l'unité téléfilms.Il débute au cinéma en 1975 lorsque Berry Gordy l'engage comme vice-président exécutif du département cinéma de Motown. Il produit alors Mahogany avec Diana Ross ou The Wiz avec Michael Jackson. En 1978, il fonde sa première société de production et réalise son premier long métrage semi-autobiographique, Un petit cercle d'amis, sur des étudiants de Harvard pendant les années 60.Au cours des années 80, il se consacre davantage à la production avec notamment Le fil du rasoir avec Bill Murray, The Running man avec Arnold Schwarzenegger et Les Sorcieres d'Eastwick avec Jack Nicholson. Il fonde également avec John Badham, en 1988, la société Badham/Cohen Group qui produit les comédies d'acion La Manière forte et Comme un oiseau sur la branche et, en 1993, la société Poco Productions sous la bannière de laquelle il réalise Dragon, l'histoire de Bruce Lee.A la fin des années 90, il s'attache à son activité de réalisateur avec le film fantastique Coeur de dragon, le thriller The Skulls, société secrète mais surtout les films d'action musclés, Daylight avec Sylvester Stallone, Fast & furious et XXX, avec Vin Diesel.
