רוברט מריפילד נולד בטקסס כבן יחיד. ב-1929 משפחתו היגרה לקליפורניה, שם למד עד סיום בית הספר התיכון ב-1939. הוא למד שנתיים בקולג' של העיר פסדינה ומשם המשיך ללמוד כימיה באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס וסיים שם את לימודיו ב-1943. אחרי סיום לימודיו, עבד במשך שנה בקרן למחקר של פארק פיליפ, שם ערך ניסויים על תרביות תאים שגודלו על מצע של חומצות אמינו סינתטיות. הם הראו שם בין היתר על נחיצות של חלק מחומצות האמינו לצורך גידול. לאחר מכן הוא חזר ללמוד ועשה דוקטורט בביוכימיה באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס, אותו סיים ב-1949. הוא פיתח במהלך תואר זה שיטה לכימות פירימידינים.
לאחר סיום לימודיו, החל לעבוד במכון רוקפלר. הוא עבד שם על פקטור גדילה לו יש שתי חומצות אמינו, אותו גילה במהלך לימודיו, וכן על פפטיד נוסף ששימש כפקטור גדילה. באותה עת היה עליו לסנתז את הפפטידים בהם השתמש והוא הבין שהשיטה בה השתמשו עד אז לא הייתה יעילה ושיש צורך בשיטה חדשה. השיטה בה השתמשו הייתה של הרמן אמיל פישר, זוכה פרס נובל לשנת 1902, בה משתמשים בסמנים שיגנו על שני הקצוות של הפפטיד שנוצר בתמיסה וניקוי של התוצר לאחר הוספה של כל חומצה אמינית.
ב-1963 הוא פיתח שיטה שמכונה סנתוז פפטידים על מצע מוצק (solid phase peptide synthesis), עליה זכה בפרס נובל בהמשך. בשיטה זו יוצרים בצורה מלאכותית פפטיד בצורתו הלא מסיסה. הרעיון הוא לחבר לכדורים קטנים (bead) חומצת אמינו, וממנה לחבר חומצות אמינו נוספות. כל חומצה אמינית נוספת שמחוברת לשרשרת מוגנת בצורה כימית באמצעות טרטבוטיל (tert-butyl), כך שחומצות אחרות אינן יכולות להתחבר עד שהסימון הכימי לא מוסר, וכך לא מתחברת בטעות אותה חומצה אמינית פעמיים ברצף. טרם הסרת הסמן הכימי, חומצות האמינו שיש בתמיסה נשטפות ובצורה זו אפשר ליצור בכמות גדולה בצורה מלאכותית פפטיד עם כל רצף שרוצים. שיטה זו שפיתח קיצרה את זמני הניסוי והיצירה של פפטידים לניסויים רבים בהמשך וכן העלתה את יעילות הייצור מ-80% ל-99.5%. כמו כן, כיוון שהפפטיד המיוצר קשור לכדורים, הוא אינו נשטף החוצה בעת הניקוי של חומצות האמינו העודפות, דבר שחסך את הצורך בניקוי תוצרי הביניים של התהליך וכן אפשר שימוש של הרכיבים השונים בעודף לצורך זירוז נוסף של התהליך. השיטה החדשה הזו פתחה אפשרויות רבות למחקר של חלבונים, כמו גם אפשרה סנתוז מלאכותי של חלבונים למטרות שונות.
בעזרת השיטה הוא סינתז חלבונים רבים ובהם אינסולין וכן את האנזיםריבונוקלאז A. ב-1965 אף יצר מכונה אוטומטית שיוצרת פפטיד רצוי, דבר שלא היה אפשרי ללא שיטתו בשל הגדלים המשתנים שצריך לבודד בכל שלב. במעבדתו ייצרו חלבונים ונגזרות שלהם וכך היו יכולים לחקור את המנגנון בו עובדים החלבונים. כך למשל חקרו את התפקוד של ההורמוןברדיקינין באמצעות יצירת שרשרת פפטידית עם סטיות שונות מהשרשרת המקורית, וכך ידעו אילו חומצות אמינו חשובות ולאילו תפקידים. ב-1966 קיבל פרופסורה ממכון רוקפלר.
ב-1949 התחתן עם אליזבת ובהמשך נולדו לזוג שישה ילדים.
פרסים והוקרות
מריפילד זכה להוקרה ולפרסים רבים ובהם פרס לסקר (1969), פרס על שם גיירדנר (1970), פרס לעבודה יצירתית בנתוז כימי אורגני של האגודה האמריקנית לכימיה (1972), מדליית ניקולס (1973) ופרס נובל לכימיה (1984).
הוא חבר בכמה ארגונים מדעיים ובהם באקדמיה הלאומית למדעים (ארצות הברית) (1972). כמו כן, החברה האמריקאית לפפטידים מעניקה פרס על שמו על הישגים יוצאי דופן בחקר פפטידים.
