"Robinson" rời Nouméa vào ngày 22 tháng 8, đi đến Espiritu Santo thuộc quần đảo New Hebrides để gia nhập lại các tàu khu trục cùng đội, rồi đi đến vịnh Purvis thuộc đảo Florida, quần đảo Solomon vào ngày 26 tháng 8. Nó khởi hành từ vịnh Purvis vào ngày 6 tháng 9 cùng đội bắn phá dưới quyền Chuẩn đô đốc Jesse B. Oldendorf, và đi đến ngoài khơi đảo Peleliu vào sáng ngày 12 tháng 9 để bắn phá chuẩn bị. Trong Trận Peleliu, nó tiêu diệt các khẩu đội súng máy và các tay bắn tỉa ẩn náu khi bắn phá nơi tập trung quân đối phương gần các bãi đổ bộ "White" và "Orange". Trong nhiều dịp, nó đã trợ giúp bảo vệ các tàu tuần dương và cùng các thiết giáp hạm và . Nó cũng bắn pháo vào ban ngày hỗ trợ cho hoạt động của các đội phá hoại dưới nước, nả pháo vào binh lính và pháo binh đối phương. Vào ngày 22 tháng 9, nó quét sạch mọi khẩu pháo trong khu vực được phân công và tiêu diệt hai đội xe tăng đối phương; nó tiếp tục bắn phá công sự và kho tàng đối phương cho đến sáng sớm ngày 24 tháng 9, khi nó cùng tàu khu trục tiêu diệt các sà lan đối phương tìm cách đổ bộ binh lính và tiếp liệu lên phần bờ biển phía Bắc. Chiều tối hôm đó, nó hộ tống tàu tuần dương "Louisville" đi eo biển Kossol.