Keohane har bachelorgrad med laud fra Shimer College fra 1961 og doktorgrad i statsvitenskap fra Harvard University fra 1966. I 1965 ble han ansatt ved Swarthmore College, og har ellers vært førsteamanuensis ved Stanford University 1973–1981 og professor ved Brandeis University 1981–1985, Harvard University 1985–1996 og Duke University 1996–2005. Blant hans tidligere studenter er Helen Milner og Fareed Zakaria.