Kardinal Robert McElroy rođen je 5. veljače 1954. u San Franciscu, Kalifornija, u istoimenoj nadbiskupiji. Nakon pohađanja sjemeništa Saint Joseph Minor, diplomirao je na Sveučilištu Harvard, Cambridge, Massachusetts, i magistrirao povijest na Sveučilištu Stanford u Palo Altu, Kalifornija.

Nakon što je završio crkvene studije u sjemeništu Saint Patrick u Menlo Parku, doktorirao je iz područja moralne teologije na Papinskom sveučilištu Gregoriana u Rimu te iz političkih znanosti na Sveučilištu Stanford.

Za svećenika je zaređen 12. travnja 1980. za Nadbiskupiju San Francisco, piše Vatican.va.

Obnašao je sljedeće službe: župni vikar Svete Cecilije u San Franciscu (1980. – 1982.), osobni tajnik nadbiskupa i ceremonijar (1987. – 1985.), župni vikar Svetog Pija u Redwood Cityju (1989. – 1995.), generalni vikar (1995.-1997.), župnik župe Sv. Grgura u San Mateu i nadbiskupijski savjetnik (1997. – 2010.). Imenovan je naslovnim biskupom Gemellae u Byzaceni i pomoćnim biskupom San Francisca 6. srpnja 2010., a biskupsko posvećenje primio je 7. rujna. Imenovan je biskupom San Diega 3. ožujka 2015.

Kardinalom ga je imenovao papa Franjo na konzistoriju 27. kolovoza 2022.