Robert O'Brien n'a pris le départ que d'un seul Grand Prix de Formule 1, le Grand Prix automobile de Belgique 1952. Il s'engage à titre privé au volant d'une Simca-Gordini T15. Il se qualifie à la vingt-deuxième et dernière place sur la grille de départ, à 1 min 14 s du temps de la pole position d'Alberto Ascari. En course, il est victime d'un incident technique qui le laisse à l'arrêt pendant près de vingt secondes sur la ligne de départ avant de parvenir à s'élancer. Il passe l'ensemble de l'épreuve aux aairère-postes et, profitant des divers abandons, rejoint l'arrivée à la quatorzième place, à six tours du vainqueur Ascari.