Istnieją sprzeczne informacje odnośnie jego narodzin i pierwszych lat życia. Według jednych źródeł urodził się jako Roland de Gostrie w dublińskim porcie na pokładzie statku, którego kapitanem był jego ojciec. Z kolei inne podają, że przyszedł na świat w San Francisco jako Roy William Neill. Pewnym jest, że u progu lat 20. pracował w Hollywood pod nazwiskiem Roy William Neill (w różnych wariantach zapisu).

Jako reżyser debiutował w 1917 roku. Nakręcił 55 filmów niemych, z których większość uznawana jest za zaginione. Jego wczesne filmy dźwiękowe do dzisiaj pozostają mało znane. Na ich tle wybija się kryminał "The Lone Wolf Returns" z Melvynem Douglasem w roli eleganckiego złodzieja. Następnie wyjechał do Anglii, gdzie w latach 1937-1940 nakręcił 14 filmów - bodaj najlepszym spośród nich jest "Doctor Syn" z George’em Arlissem wcielającym się w łagodnego pastora skrywającego pewną tajemnicę.

W 1942 roku powrócił do Hollywood, gdzie wyreżyserował szereg skromnych, acz zręcznie zrobionych filmów klasy B. dla studia Universal. Najlepiej zapamiętane zostały te o przygodach Sherlocka Holmesa, w którego wcielał się Basil Rathbone. Neill stworzył 11 z 14 tytułów serii. W swojej filmografii ma także horror "Frankenstein spotyka Człowieka Wilka", kino awanturnicze "Gypsy Wildcat" oraz film noir "Czarny anioł".