Evrim ve genetik varyasyon problemlerine çözüm göstermek amacıyla moleküler biyoloji'den faydalanarak popülasyon genetiğini ve evrim teorisini klasikleşmiş matematiksel biçimleriyle ortaya konulmasının öncüsü oldu. Lewontin, sosyobiyoloji ve evrimsel psikoloji tarafından ortaya atılan genetik determinizme karşıydı.
Yahudi bir ailenin oğlu olarak doğan Lewontin, 1951'de Harvard Üniversitesi'nin Biyoloji Bölümü'nden mezun olduktan sonra 1954'te Columbia Üniversitesi'nde Theodosius Dobzhansky'nin öğrencisi olarak yüksek lisans yaptı ve doktorasını aldı.