Roger Waters, nació en Great Bookham, Surrey, hijo de Eric Fletcher Waters y Mary. Su padre, nieto de un minero del condado de Durham y destacado líder del Partido Laborista, era maestro de escuela, cristiano devoto, pacifista y, más tarde, miembro del Partido Comunista de Gran Bretaña. En 1939, previo a la guerra, Eric Fletcher, pacifista desde una perspectiva cristiana, fue declarado objetor de conciencia, por lo que condujo una ambulancia durante los bombardeos nazis sobre el Reino Unido y durante los primeros años de la Segunda Guerra Mundial. Más adelante, abandonó su pacifismo impulsado por su militancia comunista y antifascista y se unió a la infantería del Ejército británico. Murió en combate junto a la Compañía Z, 8º Batallón del Regimiento de Infantería Royal Fusiliers durante la batalla de Anzio, Italia, en febrero de 1944, cuando Roger contaba con cinco meses. Después de la muerte de su marido, la madre de Roger, Mary, también maestra, se mudó junto a sus dos hijos a Cambridge.
Waters asistió en Cambridge al Morley Memorial Junior School y después al Cambridgeshire High School para Chicos (renombrada como Hills Road Sixth Form College) donde conoció a Syd Barrett, mientras que otro de sus futuros compañeros musicales, David Gilmour, vivía cerca y asistía a The Perse School.
A los quince años presidió en nombre de Cambridge la Campaña Anual para el Desarme Nuclear (YCND, en inglés), para la cual diseñó los pósteres publicitarios y participó en la organización. A pesar de ser buen deportista y un miembro destacado de los equipos de críquet y rugby, según Waters, a su experiencia educacional le faltaba algo:
Mientras que Waters conoció a Barrett y Gilmour en Cambridge, a los otros dos fundadores de Pink Floyd, Nick Mason y Rick Wright, los conoció en la escuela de arquitectura de la Universidad de Westminster, Londres, donde entró en 1962 después de realizar una serie de pruebas vocacionales, que dejaban entrever que podría ser un campo adecuado para él.
Es uno de los cofundadores de la banda Pink Floyd, considerada una de las más influyentes en la historia de la música moderna. Se convirtió tras la marcha de Syd Barrett en el compositor conceptual de la banda. Además de ser el bajista, fue uno de los cantantes y experimentó con sintetizadores, loops, guitarra eléctrica y acústica. Con él, Pink Floyd alcanzó éxito mundial en la década de 1970 gracias a sus álbumes conceptuales The Dark Side of the Moon, Wish You Were Here, Animals y The Wall. Dejó la banda en 1985 debido a diferencias creativas y legales con los otros integrantes. Resuelta la disputa en 1987, pasaron casi 18 años para que volviese a tocar con la banda. Hacia 2010, el grupo había vendido más de 250 millones de discos;234 solo en Estados Unidos, 74 millones de álbumes.
En 1970, compuso en colaboración con Ron Geesin, Music from The Body, banda sonora del filme documental The Body, de Roy Battersby, sobre la biología humana.6 Grabó en estudio cuatro discos en solitario: The Pros and Cons of Hitch Hiking (1984), Radio K.A.O.S. (1987), Amused to Death (1992) y Is This the Life We Really Want? (2017). En 1986, contribuyó a la banda sonora de la película Cuando el viento sopla. En 1990, organizó uno de los conciertos con más asistencia de la historia, The Wall - Live in Berlin, con 300 000 espectadores.
En 1996, fue admitido en el Salón de la Fama del Rock de Estados Unidos y del Reino Unido como miembro de Pink Floyd. Desde 1999 ha hecho varias giras. Desde 1989 trabajó en la ópera Ça Ira, estrenada en 2005, pero que un año antes tuvo su prémiere en las celebraciones por el ingreso de Malta en la Unión Europea. El 2 de julio de 2005, se reunió con sus excompañeros de Pink Floyd para el concierto benéfico Live 8, la única aparición de Waters con la banda desde su última actuación hacía 24 años.
En 2010 dio comienzo The Wall Live, una gira mundial donde interpreta The Wall al completo. Durante la misma, el 12 de mayo de 2011, en The O2 Arena, Gilmour y Mason volvieron a compartir el escenario con Waters, Gilmour tocando «Comfortably Numb» y Gilmour y Mason junto a Waters en «Outside the Wall».