1964'te Virginia'nın Charlottesville kentinde doğan Lowe'un öğretmen annesi Barbara Lynn (1939-2003) ile avukat babası Charles Davis Lowe, kısa süre sonra ayrıldı. Rob Lowe'un 1968 doğumlu erkek kardeşi Chad Lowe da oyuncudur. Dayton, Ohio'da büyüyen Lowe, Santa Monica Lisesi'ni birçok ünlü oyuncuyla birlikte bitirdi.
Önemli dizi rolleri arasında 1999'dan itibaren 7 sezon oynadığı The West Wing dizisindeki Sam Seaborn, 2006'dan 2010'a dek yer aldığı Brothers & Sisters'taki Robert McCallister ve 2010'dan 2015'e dek sürdürdüğü Parks and Recreation dizisindeki Chris Traeger karakterleri sayılabilir.
1991'den bu yana makyajcı Sheryl Berkoff ile evli olan sanatçının Matthew Edward (d. 1993) ve John Owen (d. 1995) adında iki oğlu bulunmaktadır.