Роберт Элмер Балабан родился 16 августа 1945 года в Чикаго в еврейской семье. Родители — театральный продюсер и основатель сети кинотеатров Элмер Балабан (1908—2001) и актриса Элеонора Поташ. Отец владел несколькими кинотеатрами, а позднее стал одним из пионеров кабельного телевидения. У отца Роберта было семь братьев, и все они так или иначе были связаны с театром или кинематографом. Двое из них основали театральную корпорацию Balaban and Katz, а также Барни Балабан, один из дядей Роберта, был президентом Paramount Pictures с 1936 по 1964 год. Бабушка и дедушка Роберта по отцовской линии — Августа Мендебурская и Израиль Балабан — были эмигрантами из Бессарабии, дед со стороны матери — из Лейпцига, бабушка со стороны матери — из семьи эмигрантов из России и Румынии.
Высшее образование Боб Балабан начал получать в Университете Колгейт, где был членом братства Фи-Каппа-Тау (Phi Kappa Tau), затем перевёлся в Нью-Йоркский университет.
Впервые на телеэкранах Роберт появился в 1965 году в небольшой роли одного эпизода сериала «Хэнк», впервые на широком экране зрители увидели его в 1969 году в ленте «Полуночный ковбой», тогда же он сократил своё имя до Боб. К 2013 году Боб Балабан снялся в более чем 90 фильмах и сериалах, срежиссировал почти четверть сотен картин, в десяти стал продюсером, а к семи написал сценарии.
1 апреля 1977 года женился на писательнице Линн Гроссман, две дочери: Мэрайя (род. 1977) и Хазел (род. 1987).
