Der Sohn eines Tischlers erhielt eine Ausbildung als Tischler und Möbeldesigner, studierte anschließend an der Kunstgewerbeschule und begann sich als Autodidakt mit Architektur zu befassen.

Oerley, der seit 1902 Mitglied des Hagenbundes und ab 1907 Mitglied (und zeitweise auch Präsident) der Secession war, errichtete zunächst mehrere Privatvillen, für die er oft auch das Interieur entwarf, und war anfangs einem "strengen" Jugendstil verpflichtet.

Spätestens seit der Errichtung des Sanatoriums Luithlen (8., Auerspergstraße 9) in den Jahren 1907/08 gehörte Oerley, gemeinsam mit Adolf Loos, Josef Hoffmann und den Brüdern Gessner, zum Kern der österreichischen Avantgarde.

Robert Oerley, der sich auch in der öffentlichen Diskussion für die sozialen und politischen Aufgaben der neuen Architektur engagierte, errichtete 1917 die Zeiss-Werke in Penzing, die eines der markantesten Beispiele der Industriearchitektur jener Zeit darstellen.
 

In der Zwischenkriegszeit war Oerley maßgeblich an der Errichtung der großen kommunalen Wohnhöfe beteiligt, so z.B. am Hanusch-Hof (1924/25) und am George-Washington-Hof (1927 bis 1930, gemeinsam mit Karl Krist).

Oerley, der sich in dieser Zeit verstärkt der Städteplanung zuwandte, war von 1927 bis 1932 auch beim Aufbau der neuen türkischen Hauptstadt Ankara beteiligt. Nach seiner Rückkehr nach Österreich blieb Oerley die Anerkennung versagt, und er erhielt in den folgenden Jahren nur noch wenige Aufträge.

Werk: Kann, darf, soll ich bauen?, 1929.
Literatur : Peter Nigst, Gestaltungsprinzipien bei Robert Örley, 1995; Robert Örley und Peter Nigst, Robert Örley, 1996.