Po raz pierwszy na arenie międzynarodowej Robin Duvillard pojawił się 8 grudnia 2001 roku podczas zawodów Pucharu Kontynentalnego w szwajcarskiej miejscowości Ulrichen, gdzie w biegu na 10 km techniką dowolną zajął 27. miejsce. W 2002 roku wystartował na mistrzostwach świata juniorów w Schonach, gdzie był między innymi jedenasty w biegu na 10 km stylem dowolnym. Na rozgrywanych rok później mistrzostwach świata juniorów w Sollefteå indywidualnie plasował się poza czołową trzydziestką, a w sztafecie był piętnasty. Podczas mistrzostw świata młodzieżowców w Kranju był dwunasty w biegu łączonym na 30 km, a rywalizacji na dystansie 15 km klasykiem nie ukończył. W Pucharze Świata zadebiutował 6 lutego 2004 roku w francuskiej miejscowości La Clusaz, gdzie w biegu na 15 km techniką dowolną zajął 73. miejsce. Pierwsze punkty zdobył w 8 marca 2008 roku w Oslo, zajmując 21. miejsce w biegu na 50 km stylem dowolnym. W klasyfikacji generalnej najlepiej wypadł w &lt;a href="Puchar%20%C5%9Awiata%20w%20biegach%20narciarskich%202010/2011"&gt;sezonie 2010/2011&lt;/a&gt;, który ukończył na 51. miejscu. W 2011 roku brał udział w mistrzostwach świata w Oslo, zajmując 33. miejsce na dystansie 50 km stylem dowolnym i jedenaste w sztafecie. Na rozgrywanych dwa lata później mistrzostwach świata w Val di Fiemme indywidualnie uplasował się na 44. pozycji w biegu na 15 km stylem dowolnym, a w sztafecie Francuzi zajęli tym razem dziewiąte miejsce. Uczestniczył także w igrzyskach olimpijskich Vancouver w 2010 roku, ale rywalizację w biegu łączonym na 30 km zakończył na 50. miejscu.