罗伯特·巴拉尼出生于奥匈帝国首都维也纳，父母都是犹太人。他家庭不太宽裕，从小又患有结核病，由于长期得不到根治，最终他的膝关节永久性僵硬了。父母为自己的儿子伤心，巴拉尼当然也很痛苦。但懂事的巴拉尼，尽管年纪才七八岁，却把自己的痛苦隐藏起来，对父母说：“你们不要为我伤心，我完全能取得一个健康人的成就。”父母听到儿子这番话，悲喜交集，抱着他不知该说些什么，只是以泪洗面。
巴拉尼从此狠下一条心，埋头苦读。父母交替着每天接送他到学校，数十年如一日，风雨无阻。巴拉尼没有辜负父母的心血，也没有忘掉自己的誓言，读小学、中学时成绩一直保持优异，名列同级学生前茅。
岁进入维也纳大学医学院学习，1900年获得了博士学位。大学毕业后，巴拉尼留在维也纳大学耳科诊所工作，当一名实习医生。由于巴拉尼工作很努力，在该大学医院工作的著名医生亚当·波利兹对他很赏识，对他的工作和研究给予热情的指导。巴拉尼对眼球震颤现象进行了深入研究和探索，经过三年努力，于1905年5月发表了题为《热眼球震颤的观察》的研究论文。这篇论文的发表，引起了医学界的关注，标志着耳科“热检验”法的产生。巴拉尼继续深入钻研，通过实验证明内耳前庭器与小脑有关，从此奠定了耳科生理学的基础。
著名耳科医生亚当·波利兹病重，他主持的耳科研究所的事务以及在维也纳大学担任耳科医学教学的任务，全部交给了巴拉尼。繁重的工作担子压在巴拉尼肩上，他不畏劳苦，除了出色地完成这些工作外，还继续对自己的专业进行深入研究。1910年至1912年间，他的科研硕果累累，先后发表了《半规管的生理学与病理学》和《前庭器的机能试验》两本著作。由于他的工作和科研有突破性的贡献，奥地利皇家授予他爵位。1914年，他又获得诺贝尔生理学及医学奖金。
巴拉尼一生发表的科研论文184篇，治疗好许多耳科绝症。他的成就卓著，当今医学上探测前庭疾患的试验和检查小脑活动及其与平衡障碍有关的试验，都是以他的姓氏命名的。