Ronald Lee Ermey s'engage en 1961 dans le corps des Marines, ce qui lui permit de sortir de la délinquance. De 1965 à 1967 il tient le rôle d'instructeur, toujours au sein des marines, avant d'être envoyé au Viêt-Nam en 1968. Il y restera 14 mois.
En 1972 il est réformé pour raisons médicales. Depuis cette époque, R. Lee Ermey souffre de cauchemars.
En 1978, alors qu'il faisait des études à Manille, aux Philippines, il fait de la figuration dans Apocalypse Now, tout en tenant le rôle de consultant militaire pour Francis Ford Coppola. En 1987, il est engagé par Stanley Kubrick en tant que consultant pour son Full Metal Jacket, mais le réalisateur change d'avis, et lui propose l'un des rôles principaux du film, celui du sergent instructeur Hartman. Son interprétation vociférante est à ce point remarquée qu'il a le droit à une citation aux Golden Globes pour ce rôle, qui marquera sa carrière à vie.
Devenu acteur à part entière, R. Lee Ermey apparaît dans de très nombreuses productions, aussi bien pour le cinéma, pour la télévision, et même plus tard pour le monde du jeu vidéo. De Mississippi Burning, à Se7en, en passant par Toy Story ou bien encore Y a-t-il un flic pour sauver Hollywood?, R. Lee Ermey est partout. Dans fantômes contre fantômes, il y joue même un revenant, très proche de son fameux sergent Hartman.
Présent aussi bien dans de gros blockbusters (X-Men l'affrontement final) que dans de petites productions (Willard), R. Lee Ermey touche à tous les genres du cinéma: action, guerre, fantastique, drame, comédie.
En 2003, il est à l'affiche de Massacre à la tronçonneuse, remake du chef d'oeuvre de Tobe Hooper, où il joue le père de la famille cannibale. Bien entendu, il reprendra son rôle dans la préquelle, Massacre à la tronçonneuse, le commencement.
 
En 2004, il est choisi par la compagnie d'armement Glock pour représenter la marque.