Dilts studierte an der University of California in Santa Cruz, wo er 1974 zur Arbeitsgruppe von John Grinder und Richard Bandler stieß. Grinder, der Linguistik an der Universität lehrte, arbeitete zusammen mit dem Psychologen Richard Bandler an Modellen über die Wirkung menschlicher Kommunikation. Dabei griffen sie unter anderem Konzepte aus der Klientenzentrierten Therapie, der Gestalttherapie, der Hypnotherapie und den Kognitionswissenschaften auf. Ihre Erkenntnisse beschrieben sie ab 1975 in mehreren Publikationen.

Damit begründeten Grinder und Bandler das Neuro-Linguistische Programmieren, zu dessen Weiterentwicklung und Vermittlung Robert Dilts fortan maßgeblich beitrug. Dilts ist Hauptautor des Werkes "Neuro-Linguistisches Programmieren Band 1", das er 1980 zusammen mit John Grinder, Richard Bandler und Judith DeLozier veröffentlicht hat. DasBuch gilt als Standardwerk auf dem Gebiet.

Anfang der 80er-Jahre war Robert Dilts an der Entwicklung von Lehrplänen und Testverfahren für die ersten Ausbildungsprogramme beteiligt. Seit 1991 betreibt er zusammen mit Judith DeLozier und Theresa Epstein ein eigenes Ausbildungsinstitut in Santa Cruz, die NLP-Universität. Anlässlich des 40-jährigen Jubiläums des Neuro-Linguistischen Programmierens im kommenden Jahr veranstaltet Dilts zusammen mit der University of California einen neuntägigen Kongress, der die NLP-Gründer, Weiterentwickler und Aktiven zusammenführt, um Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft des Verfahrens zu reflektieren.

"Robert Dilts hat sich stets für einen seriösen Einsatz von NLP engagiert und dadurch dafür gesorgt, dass die Methode in der Weiterbildung anerkannt ist", begründet Lothar Seiwert, Mitglied des Expertengremiums des Life Achievement Awards, die Wahl des Preisträgers. Verliehen wird der Preis am 17. April 2015 auf den Petersberger Trainertagen in Königswinter bei Bonn. Die Laudatio wird Dr. Jens Tomas halten, Vorstandsvorsitzender des DVNLP (Deutscher Verband für Neuro-Linguistisches Programmieren e.V.), TV-Coachund Business Speaker. Einen Einblick in seine Arbeit und seine Ideen liefert Dilts im Rahmen einer Keynote am 18. April.