Estudió en la Escola Nacional de Belas Artes, donde ingresó en 1930 pero no concluyó el curso.
Allí visitó un Jardín botánico con un invernadero donde se criaba vegetación brasileña, por la cual quedó fascinado.
En los principios de 1930 Roberto Burle Marx comenzó a crear jardines que incorporan los colores primarios, formas orgánicas, el diseño gráfico, motivos indígenas y el cubismo.
A partir de este momento y durante toda su vida llevó a cabo una extensa investigación, descubriendo y clasificando muchas especies, algunas de las cuales serían llamadas con su nombre por los botánicos.
A través de su formación como artista, junto con sus asociaciones con los principales arquitectos como Lucio Costa, Rino Levi y Oscar Niemeyer, su pasión por las plantas nativas de Brasil y su genio creativo puro, Burle Marx se convirtió en uno de los arquitectos paisajistas más importantes del siglo XX.
para él siempre estaría presente la idea del arte del paisaje es el arte de engañar al ojo, volviendo a esa idea primitiva que existía en las correcciones geométricas de los paisajistas del mundo clásico En el momento de introducir estas plantas en sus trabajos, encontró otro problema; al ser especies no conocidas no había por ellas ninguna demanda aparte de la suya, y los viveros no las llevaban al mercado.