Milieu modeste : mère couiturière, père cheminot.
Enfance à Belleville, puis à Saint-Étienne où son père a été muté.
Études secondaire au lycée de saint-Étienne
Hypokhâgne à Clermont-Ferrand (1939) et khâgne au lycée du Parc à Lyon. Échec au concours d'entrée à l'École normale supérieure.
Marqué par la seconde guerre mondiale qui le contraint à intgrer les Chantiers de jeunesse (1942) puis à partir pour le STO, comme ouvrier puis comme bûcheron. Perfectionne son allemand et apprend l'italien.
Agrégation d'histoire (1950)
Directeur d'études (1957-1968)
Professeur à Saint-Étienne, à Clermond-Ferrand et à Paris (lycée Voltaire)
Professeur à l'université de Nanterre (1968-1980)
Secrétaire de la revue Annales, Économies, Sociétés, Civilisations (1954-1962) – Lucien Febvre le considère comme son fils spirituel
Histoire de France à l’époque moderne,
Initiateur, avec Georges Duby, de l'histoire des mentalités
Période EPHE
Histoire de la civilisation française (2 vol. en collaboration avec Geroges Duby), Paris : Armand Colin, 1958, 3e éd. 1964.
Introduction à la France moderne. Essai de psychologie historique, Paris : Albin Michel, 1961 ; 2e éd. 1974. Nouvelle édition 1998.
De la culture populaire en France aux XVIIe et XVIIIe siècles, Paris : Stock, 1964.
Classes et luttes de classes dans la France du XVIIe siècle, Florence : d'Anna, 1965.
La France des XVIe et XVIIe siècles, Paris : PUF (Coll. Nouvelle Clio), 1967.
Magistrats et sorciers en France au XVIIe siècle, Paris : Plon, 1968 (thèse de doctorat)
Les Fugger, propriétaires fonciers en Souabe (fin du XVIe siècle), Paris : Plon, 1969.
Histoire sociale, sensibilités collectives et mentalités. Mélanges Robert Mandrou, Paris PUF, 1986.
Dominique Biloghi, notice dans le Dictionnaire biographique des historiens français et francophones de Christian Amalvi (Boutique de l'Histoire, 2004).
Philippe Joutard et Jean Lecuir, « Robert Mandrou. L'itinéraire d'un historien européen » dans Histoire sociale, sensibilités collectives et mentalités. Mélanges Robert Mandrou, Paris PUF, 1986, p. 9-20 [bibliographie de ses œuvres par Françoise Parent-Lardeur p. 21-31]