Conocida por sus interpretaciones tensas, cómicas y a veces extravagantes, Robin Tunney ha trabajado con Michael Douglas, Ed Harris, Arnold Schwarzenegger y Kyra Sedgwick. Recientemente apareció en Paparazzi de 20th Century Fox interpretando a la mujer de una estrella del cine de éxito.
Apareció en la comedia de Warner Bros., Hasta que la muerte los separe, con Michael Douglas, Albert Brooks y Candice Bergen. También participó en The Secret Lives of Dentists de Alan Rudolph, que se estrenó en el Festival de Cine de Sundance en 2003 y fue promocionada por Manhattan Pictures.
Uno de los papeles más desafiantes y enriquecedores de Tunney fue el de Marcy, una joven con el síndrome de Tourette en la película independiente de Bob Gosse Niagara, Niagara que fue muy bien acogida por la crítica. Su interpretación le mereció una Copa Volpi a la Mejor Actriz en el Festival de Cine de Venecia de 1997, y una nominación a un premio Independent Spirit en 1999 a la Mejor Actriz Principal.
Trabajó en Jóvenes y brujas de Andrew Fleming, filme por el que ella y Fairuza Balk ganaron un premio de la MTV. Sus otras películas incluyen Shadow of Fear, con Matt Davis y James Spader; Cherish, con Tim Blake Nelson; Límite vertical, con Chris ODonnell; El fin de los días, con Arnold Schwarzenegger y Gabriel Byrne, y El hombre de California con Brendan Fraser. Próximamente aparecerá en las películas Runaway, y Open Window con Cybill Shepherd y Elliott Gould.
En televisión, Tunney participó en la miniserie JFK: una juventud rebelde con Patrick Dempsey, y en El jinete púrpura con Ed Harris y Amy Madigan. Recientemente ha colaborado con Kyra Sedgwick y Stanley Tucci en Montana de la HBO.
Tunney comenzó su carrera en Chicago donde estudió en la Academia de Interpretación de Chicago. Actualmente vive en Los Ángeles.