Roger Reynolds pratique le piano jusqu’à l’université où il opte finalement pour des études scientifiques. Après une courte carrière d’ingénieur, il décide de se consacrer à nouveau à la musique et retourne à l’université de Ann Arbor, dans le Michigan. Il y étudie la composition, d’abord avec Ross Lee Finney, puis avec Roberto Gerhard.

Au début des années 1960, il crée à Ann Arbor le festival ONCE dans le but de diffuser les recherches musicales de cette époque.

À partir de 1962, il entreprend une série de voyages afin de développer son écriture. Après une tentative avortée pour étudier à Cologne avec Bernd Alois Zimmermann, il travaille au studio de musique électronique de la Westdeutscher Rundfunk. Alors qu’il est de passage à Berlin, il découvre le Double concerto de Elliott Carter qui l’influencera dans la composition de Quick Are the Mouths of Earth (1964–1965).

De 1966 à 1969, Reynolds voyage au Japon où il rencontre notamment le compositeur Tōru Takemitsu. Il compose à cette période Ping, une composition pour instruments, électronique et film basé sur un texte de Samuel Beckett.

En 1969, il retourne aux Etats-Unis. Il est nommé professeur au département de musique de l’UCSD (University of California San Diego), point de départ d’une longue carrière universitaire. En 1971, il crée l’actuel CRCA (Center for Research in Computing and the Arts).

La fin des années 1970 marque pour Reynolds le début d’une riche collaboration avec l’Ircam où il est invité une première fois en résidence. Il compose de 1982 à 1983 Archipelago, puis Odyssey (1989-1993). En 2000, il travaille sur la commande The Angel of Death, associée à un projet de recherche en psychologie cognitive dirigé par Stephen McAdams. L’œuvre est créée en juin 2001 au cours du festival Agora.

Entre 2004 et 2010, il termine un grand projet intitulé Sanctuary, une œuvre évolutive pour quatuor de percussions et électronique.

En 2013 a lieu la création au Kennedy Center de son œuvre george WASHINGTON, mêlant musique orchestrale, narration, vidéo et électronique.

Très actif sur le plan pédagogique, Roger Reynolds est depuis 2011 à l’origine d’une série de cours, « Arts activism », pour le site de Washington de l’Université de Californie et enseigne toujours la composition à l’UCSD.

Outre l’aspect pluri-disciplinaire présent dans l’ensemble de son œuvre, la musique de Reynolds se nourrit à la fois de la musique expérimentale américaine et du modernisme européen. Il résume ces influences de cette manière : « Etant parti des Etats-Unis après avoir achevé mes études secondaires, je me suis par conséquent retrouvé en dehors des divers courants musicaux américains. Bien entendu, je baignais alors dans un environnement musical essentiellement américain : j’ai très bien connu Cage et Nancarrow, j’ai approché Varèse et Partch et ai beaucoup entendu les œuvres de Ives, de Ruggles et d’autres musiciens américains. Mais j’étais l’élève de Roberto Gerhard, un anglo-espagnol qui avait étudié la composition avec Schoenberg à Vienne avant la Seconde guerre mondiale. » (Risto Nieminen, « En attendant Roger Reynolds », Résonance n°4, juin 1993, Ircam-Centre Pompidou, 1993.)

Roger Reynolds a reçu en 1989 le prix Pulitzer pour la musique.