Dopo avere frequentato l'Accademia Navale di Livorno intraprese la carriera di ufficiale di marina, ma ciò non gli impedì di interessarsi anche al mondo dello spettacolo, come autore e regista teatrale. Nominato capo del servizio cinematografico del Ministero della Marina, nel 1939 realizzò il documentario Mine in vista, a cui fece seguito, nel 1941, il suo primo lungometraggio d'ambiente marinaro, Uomini sul fondo (1941). L'opera apparve come un'autentica rivelazione, anticipatrice del neorealismo, sia per il taglio documentaristico del racconto, che descriveva con grande verismo uomini, ambienti e situazioni, sia per l'impiego di attori non professionisti. Sempre nel 1941 De Robertis scrisse il soggetto per un altro film, La nave bianca, che però diresse solo in parte, affidandone il compimento a Roberto Rossellini. Nel 1942 realizzò un altro film-documentario, Alfa-Tau! simile per il soggetto e per lo stile a quello con cui aveva esordito. Nel 1944, come molti altri, aderì alla Repubblica di Salò, cosa che, al termine della guerra, gli rese assai difficile reinserirsi nel mondo del cinema. Fino al 1948 diresse solo documentari di vario argomento, fra cui La voce di Paganini. Tutte le sue opere, tranne qualche rara eccezione, gli furono ispirate dall'ambiente militare e dagli uomini che ne facevano parte, che egli riuscì a far rivivere nei suoi film, esaltandone i valori, ma evitando accuratamente ogni enfasi retorica.