Rob Estes se interesó por primera vez en una carrera como actor mientras se entrenaba para ser un doble de acción. Uno de sus primeros trabajos como actor fue en la telenovela Days of Our Lives (1986-1987), interpretando a Glenn Gallagher. Más tarde obtuvo un amplio reconocimiento por su papel del sargento Chris Lorenzo en Crímenes de seda (1991-1995), la mitad del "dúo dinámico" junto a Mitzi Kapture. En 1993, Estes tuvo un papel invitado en la telenovela de Fox Melrose Place, interpretando a Sam Towler. Tres años después, los productores de la serie lo trajeron de vuelta, pero para interpretar el papel del restaurador Kyle McBride hasta la cancelación de la serie en 1999. Después de varias participaciones como invitado en series de televisión, volvió a ser elegido para un papel regular en 90210 en The CW (2008-2010). En 2020 interpreta el papel de Ken Scott en After. En mil pedazos (2020), sustituyendo a Peter Gallagher quien interpretó el papel en After: Aquí empieza todo (2019).