Roberto Revoltella ha studiato alla facoltà di Medicina e Chirurgia di Padova, dove si laureò con il massimo dei voti; dopo la specializzazione si trasferì a New York, su invito del professor Zoltan Ovary, vincendo una borsa di studio Fulbright-Hays per un PhD alla New York University e al Public Health Research Institute, fondato da Fiorello La Guardia.
Rientrò in Italia nel 1972 come ricercatore al CNR, presso l’Istituto di Biologia Cellulare a Roma, collaborando a lungo con Rita Levi Montalcini; fino al 1987 quando si trasferì a Pisa come Direttore dell’Istituto di Mutagenesi e Differenziamento del CNR.