Υπήρξε ένας από τους μεγάλους έρωτες της ζωής του, αλλά και ο χωρισμός τους ήταν κακός και επεισοδιακός. 

Υπήρξε ένας από τους μεγάλους έρωτες της ζωής του, αλλά και ο χωρισμός τους ήταν κακός και επεισοδιακός. Η σχέση τους κράτησε από το 1984 έως το 1991. Το τέλος είχε βάλει τότε η διάσημη ηθοποιός, αφού δεν άντεχε πια την εξάρτηση του από τα ναρκωτικά.

Να όμως, που τώρα 24 χρόνια μετά, ο Ρόμπερτ Ντάουνι Τζούνιορ τα ξαναβρήκε με την Σάρα Τζέσικα Πάρκερ.  Εξομολογήθηκε σε συνέντευξη του στο  «The Howard Stern Show» ότι πέρυσι σε ταξίδι του αντί να αναλώσει τον χρόνο του σε επαγγελματικά ραντεβού προτίμησε «να δω κάποιον άνθρωπο με τον οποίο πέρασα ένα μεγάλο μέρος της ζωής μου και να πω ένα «γεια»». Πήγε στο σπίτι της και στη συνέχεια έφαγαν σε εστιατόριο τάπας. Γνώρισε και τα παιδιά της και τον σύζυγο της, Μάθιου Μπρόντερικ, και κατάλαβε πόσο υπέροχη οικογένεια έχουν. 

Τον καιρό που οι διάσημοι ηθοποιοί ήταν ζευγάρι