1976. gadā notikušajā The Band “atvadu koncertā” pēc R. Robertsona iniciatīvas tika uzņemta grupas dalībnieku komentāru papildināta koncertfilma “Pēdējais valsis” (The Last Waltz, 1978), kurai bijusi liela ietekme uz t. s. rokumentārija attīstību (rockumentary, dokumentālā kino novirziens, ko veido rokmūzikas vēsturei veltītas filmas). Ar “Pēdējā valša” režisoru Mārtinu Skorsēzi (Martin Scorsese) R. Robertsonam izveidojās cieša draudzība un ilggadējas profesionālas attiecības.

Bobs Dilans un Robijs Robertsons koncertfilmā “Pēdējais valsis”. Sanfrancisko, ASV, 25.11.1976.
Fotogrāfs Lester Cohen. Avots: Getty Images, 1178645747.
Abu sadarbība aizsākās ar filmu “Saniknotais vērsis” (Raging Bull, 1980), kurai R. Robertsons sacerēja vairākus fona skaņdarbus, kā arī atlasīja sižetiskajam un vēsturiskajam kontekstam atbilstošas mūzikas izlasi. Turpmāk viņš kā instrumentālas mūzikas un dziesmu autors un izpildītājs, arī konsultants un producents veidojis skaņu celiņus tādām M. Skorsēzes filmām kā “Komēdijas karalis” (The King of Comedy, 1983), “Naudas krāsa” (The Colour of Money, 1986), “Kazino” (Casino, 1995), “Ņujorkas bandas” (Gangs of New York, 2002), “Atkritēji” (Departed, 2006) un “Volstrītas vilks” (The Wolf of Wall Street, 2012). Īpašu ievērību izpelnījies R. Robertsona sastādītais krimināldrāmas “Slēgtā sala” (Shutter Island, 2010) skaņu celiņš ar mūsdienu akadēmiskās mūzikas skaņdarbiem, kas precīzi akcentē filmas psiholoģiski saspringto gaisotni. Mūža nogalē R. Robertsons ar savu dēlu Sebastjanu Robertsonu (Sebastian Robertson) sacerēja mūziku M. Skorsēzes gangsterdrāmai “Īrs” (The Irishman, 2019), bet viņa pēdējais darbs bija mūzika M. Skorsēzes filmai “Ziedu mēness slepkavas” (Killers of the Flower Moon, 2023), kuras tematika saistīta ar mūziķim tuvo Ziemeļamerikas pirmiedzīvotāju vēsturisko pieredzi, saskaroties ar brutālu kapitālisma ekspansiju 20. gs. pirmajās desmitgadēs.
Atsevišķas R. Robertsona dziesmas un instrumentāli kinomūzikas skaņdarbi skanējuši arī citu režisoru filmās: Vima Vendersa (Wim Wenders) “Līdz pasaules galam” (Until the End of the World, 1991), Olivera Stouna (Oliver Stone) “Jebkura svētdiena” (Any Given Sunday, 1998) u. c.