Fue un explorador, aventurero y naturalista, que dirigió una serie de expediciones en el desierto del Gobi y en Mongolia. Logró importantes hallazgos y descubrió los primeros fósiles de huevos de dinosaurio.
En 1920 comenzó a planear expediciones a Mongolia, condujo una flota de autos Dodge desde Pekín y sufrió numerosos incidentes. En 1922, el equipo descubrió un fósil de Idricotherium que fue enviado al Museo de Historia Natural de Nueva York.
Bajo el mecenazgo de Henry F. Osborn organizó una expedición a Asia Central, con vehículos a motor y caravanas de camellos, en busca de fósiles humanos. No encontraron ninguno, pero en el desierto del Gobi hallaron el mayor registro fósil de dinosaurios de toda la historia.
Siempre se ha comentado que el personaje de ficción, el arqueólogo, de Indiana Jones se basó en la personalidad de Roy Chapman.
Estos Protoceratops y Velociraptor de Mongolia son los únicos dinosaurios descubiertos en acción de combatir. El Velociraptor, con el pecho aplastado, tenía todavía las garras clavadas tras la protuberancia del cuello de su enemigo. Debajo de los cuerpos había un nido de huevos de Protoceratops por lo que, quizá, el Velociraptor fue atrapado cuando intentaba robar los huevos. Ambos dinosaurios quedaron enterrados por una tormenta de arena mientras luchaban y murieron juntos.
