Rob Reiner begann seine Karriere als Schauspieler in zwei Filmen seines Vaters Carl Reiner "Enter Laughing" (1967) und "Wo ist Papa?" (1970). Als Archie Bunker's liberaler Schwiegersohn Mike Stivic in der erfolgreichen TV'-Serie "All in the Family" ist sein Gesicht der ganzen Nation bekannt. Zudem erhielt er 1974 und 1975 den Emmy Award für diese Rolle. 1978 inszenierte er selbst eine kurzlebige TV-Sitcom, in der er selbst einen 89-jährigen spielte, der auf die Tage seiner Jugend zurückblickt. Das gab Rob die Chance, den jungen und den alten Joseph Bresner gleichzeitig zu spielen.
Sein äußerst vergnügliches Debüt als Kinoregisseur gab er mit der Pseudo-Rock-Dokumentation "Die Jungs von Spinal Tap". Reiner spielte den Regisseur Marty Di Bergi, der eine fiktive Rock-Band auf ihrer Amerika-Tournee begleitet und "dokumentiert", wie sie an inneren Spannungen auseinandergeht. Eine bitterböse Abrechnung mit dem Showbusiness und der Vermarktungsstrategie des Kinos.
Mit dem Film "Die Braut des Prinzen" (1987) erreichte er ein breites Kinopublikum, "Harry und Sally" (1989) mit Billy Crystal und Meg Ryan hatte er geradezu Kultfilmcharakter. Die Vielseitigkeit seines Schaffens zeigen auch so gegensätzliche Arbeiten wie die beiden Stephen-King-Filme "Stand By Me - Das Geheimnis eines Sommers" (1986) und "Misery" (1990) oder die kritische Auseinandersetzung mit der Militärhierarchie in "Eine Frage der Ehre" (1992) mit Tom Cruise, Demi Moore und Jack Nicholson.
Rob Reiner, der gelegentlich auch nur als Schauspieler auftrat ("Schlaflos in Seattle", 1993) war einer der fleißigsten und einfallsreichsten Hollywood-Regisseure. 1994 drehte Rob Reiner die Komödie "North", 1995 "Hallo, Mr. President" mit Michael Douglas, 1996 folgte "Das Attentat" mit Alec Baldwin, 1999 "An deiner Seite" mit Bruce Willis und Michele Pfeiffer. 2005 entstand die Komödie "Wo die Liebe hinfällt" und ebenfalls eine Komödie war "Das Beste kommt zum Schluss" (2007).
Am 14. Dezember wurde Rob Reiner gemeinsam mit seiner Ehefrau Michele Singer Reiner erstochen in ihrem Haus in Los Angeles aufgefunden. Ihr Sohn Nick steht unter Mordverdacht.