Роман Тыртов родился в Санкт-Петербурге и с раннего возраста проявлял интерес к театру, живописи, графике и дизайну одежды. Он брал частные уроки у художника Дмитрия Лосевского, занимался классическими танцами у балерины Марии Мариусовны Петипа́. В 1900 году, ещё мальчиком, побывал на Всемирной выставке в Париже.

В 1912 году навсегда уехал из России. Жил в Париже, Монте-Карло. 

В 1912 году Роман Тыртов по окончании гимназии уехал в Париж. С 1913 года работал в Доме моды Поля Пуаре. В 1920-е годы был одним из ведущих художников стиля «ар-деко». Создавал костюмы для Анны Павловой, Мата Хари, Лиллиан Гиш. В 1925 году приглашен в Голливуд, на студию «Метро-Голдвин-Майер». В 1925—1937 году выполнил более ста обложек для журналов «Харперс Базар» и «Вог», сделав их новым феноменом искусства. В 1940—1960-х годах — скульптор, график (автор серий «Живописные формы», «Цифры» и «Алфавит»), сценограф (в частности оформлял балеты Ролана Пети), декоратор интерьеров. Также создавал скульптуры из бронзы, ювелирные изделия.

Работами Романа Тыртова восхищались Джордж Баланчин и Энди Уорхол. В начале 1970-х, в эпоху нового интереса к «ар-деко» достиг мировой известности. В 1976 году был награждён французским Орденом Искусств и литературы.

«Стиль Эрте́» — тончайше функционально-продуманный, ритмичный и в то же время экзотически-зрелищный, полный романтических фантазий — явился в межвоенный период важным формообразующим моментом «ар-деко», ставшего прочным фактором моды и массовой культуры.