Depuis 1999 il publie le magazine de la culture de l'Europe Centrale et Orientale, Plotki, et en 2000 il publie son premier livre, Asche Oder Diamant? Polnische Geschichte in den filmen andrzej wajdas (cendre ou diamant ? histoires polonaises dans le film de Andrzej Wajda).
Sa passion pour les films le conduit la même année à entamer des études de réalisation à l'école de cinéma et de télévision Konrad Wolf de Potsdam. Elève de Rosa von Praunheim, qui le suit lorqu'il réalise le court métrage Three percent, un projet pour Arte et l'ORB en 2001; puis les courts métrages Zeit ist leben encore en 2001, Granica en 2002 et enfin ICH en 2003.
La même année, il écrit et met en scène la pièce Wild Boys au Maxim Gorki Theatre Berlin.
Réalisé en 2004, Tout ira bien (Netto) constitue son premier long métrage dramatique et en même temps la confirmation de son talent pour le monde du cinéma.
Robert Thalheim travaille en 2007 sur son second film, Et puis les touristes, un regard inspiré par ses années de service civil passées à Auschwitz en Pologne.
