რობერტმა მიიღო მეორეხარისხოვანი როლები ტელეფილმში "ნიბელუნგების ბეჭედი" (2004) და რეჟისორ მირა ნაირის ფილმში "ამაოების ბაზარი" (2004), სადაც მისი სცენები ამოჭრეს და მხოლოდ DVD ვერსიაზე გამოჩნდა. 2005 წლის მაისში მონაწილეობა უნდა მიეღო "წინა ქალის" ინგლისურ საპრემიერო ჩვენებაზე Royal Court Theatre-ში, მაგრამ გახსნით საღამომდე დაითხოვეს და ჩაანაცვლა მსახიობ ტომ რილეიმ.

ამავე წელს, მოგვიანებით მან განასახიერა სედრიკ დიგორი ფილმში "ჰარი პოტერი და ცეცხლოვანი თასი" და ამის შედეგად ის იქნა დასახელებული, როგორც ამავე წლის "მომავლის ბრიტანელი ვარსკვლავი" Times Online-ის მიერ. ასევე მასზე ბევრჯერ ამბობდნენ, რომ ის იქნებოდა შემდეგი ჯუდ ლოუ.

პეტინსონი გამოჩნდა Hackett-ის 2007 წლის კოლექციის სარეკლამო კამპანიაში. ის თამაშობს ედვარდ კალენს ფილმში "ბინდი", რომელიც დაფუძნებულია სტეფანი მეიერის ამავე სახელწოდების ბესტსელერ რომანზე და რომელიც 2008 წლის 21 ნოემბერს გამოვიდა ჩრდილოეთ ამერიკაში.

რობერტს აქვს მთავარი როლები მოახლოვებულ ფილმებში: "პატარა იფნები", სადაც ის სალვადორ დალის თამაშობს, "როგორ იყო" - ბრიტანული კომედია და მოკლემეტრაჟიან ფილმში "ზაფხულის სახლი". იანვარში ის დაიწყებს ახალ პროექტზე მუშაობას სახელწოდებით "თითო ნაწილი მილიარდად", რომელზედაც ის ამბობს: "ერთ-ერთი ყველაზე ლირიკული სცენარი, რაც კი ოდესმე წამიკითხავს ჩემს ცხოვრებაში".