Cursó estudios superiores en el Pratt Institute de Brooklyn desde 1963 a 1970, donde produjo obras de arte en una variedad de medios. No utilizaba aún sus propias fotografías, pero en sus obras incorporaba muchas imágenes fotográficas que conseguía de varias fuentes, incluyendo páginas arrancadas de libros y revistas. Este temprano interés reflejaba la importancia de la imagen fotográfica en la cultura y el arte de su tiempo, incluyendo el trabajo de artistas tan notables como Andy Warhol, a quien Mapplethorpe admiraba enormemente. Empezó su carrera como artista independiente, usando fotografías en collages. Realizó sus primeras fotografías poco después utilizando una cámara Polaroid.
Todavía no se consideraba a sí mismo un fotógrafo, pero deseaba utilizar sus propias fotografías en sus pinturas, en lugar de imágenes sacadas de revistas. Sus primeras polaroids consisten en autorretratos y la primera de una serie de retratos de su amiga, la cantante, artista y poeta Patti Smith. Estas primeras obras fotográficas se presentaban generalmente en grupos o elaboradamente presentadas en marcos cuyas formas y colores eran tan importantes para el acabado de la pieza como la propia fotografía. El paso de Mapplethorpe a la fotografía como único medio de expresión ocurrió gradualmente durante mediados de los años setenta,
A mediados de la década de 1970, adquirió una cámara Hasselblad de formato medio y comenzó a tomar fotografías de un amplio círculo de amigos y conocidos, incluidos artistas, compositores, y gente de la alta sociedad, así como actores pornográficos y miembros de la comunidad sadomasoquista underground. Algunas de estas fotos fueron impactantes por su contenido, pero exquisitas en su dominio técnico.
Incluso después de que se diera a conocer como fotógrafo, Mapplethorpe se mantuvo interesado en el arte y en 1988 realizó un espectáculo con imágenes fotográficas impresas sobre tela. También fue coleccionista de fotografías, así como de mobiliario, telas y otros objetos de arte. Solicitado como fotógrafo editorial, realizó retratos de famosos para revistas como Vogue y Vanity Fair. En la década de 1980 refina su estética, realizando fotografías de desnudos de aspecto escultural, tanto de hombres como de mujeres, delicados bodegones de flores, y retratos de artistas y celebridades con un énfasis en la belleza formal clásica. El primer estudio de Mapplethorpe estaba en el 24 de Bond Street, en Manhattan. Para la década de 1980, Sam Wagstaff le dio 500.000 dólares para comprar un loft en el último piso del 35 West 23rd Street, donde vivía y tenía su estudio de trabajo. Mientras, mantuvo el loft de Bond Street como su cuarto oscuro. Mapplethorpe continuó desafiando la definición de fotografía mediante la introducción de nuevas técnicas y formatos para su obra: polaroids en color, fotograbado, platino impreso en papel y lino, Cibachromes e impresiones de tinta de color, así como sus anteriores impresiones de gelatina de plata en blanco y negro.
Mapplethorpe produjo una obra consistente que se esforzaba por el equilibrio y la perfección, lo que le colocó entre los principales artistas del siglo XX. Aproximadamente un año antes de su muerte, ya enfermo, Mapplethorpe ayudó a fundar la Robert Mapplethorpe Foundation, Inc. Su visión de la Fundación era que sería "el vehículo apropiado para proteger su trabajo, para avanzar en su visión creativa, y para promover las causas que le importaban". Desde su muerte, la Fundación no sólo ha funcionado como su Patrimonio oficial y ayudado a promover su trabajo en todo el mundo, también ha recaudado y donado millones de dólares para financiar la investigación médica en la lucha contra el sida y la infección por el VIH.
Robert Mapplethorpe falleció en la mañana del 9 de marzo de 1989, en un hospital de Boston, Massachusetts, por complicaciones derivadas del Sida, a los 42 años de edad. Sus cenizas fueron enterradas en la tumba de su madre, en Queens, Nueva York. Su nombre no aparece en la lápida, marcada con la palabra Maxey.
