Chesebrough började sin karriär som kemist med att klargöra fotogen från spermavalolja. Upptäckten av petroleum i Titusville, Pennsylvania, gjorde hans arbete överflödigt, så han reste till Titusville för att undersöka vilka nya material som kunde skapas av det nya bränslet. Detta ledde till att han upptäckte petroleumgelé, som han gav handelsnamnet Vaselin.
In 1875 grundade han Chesebrough Manufacturing Company som 1955 blev Chesebrough-Ponds, en ledande tillverkare av produkter för personlig vård. Chesebrough patenterade processen för att framställa vaselin (U.S. Patent 127 568) 1872. År 1874 sålde butikerna över 1400 burkar vaselin per dag.
Chesebroughs framgång berodde på en stark tro på sin produkt. Innan han började sälja vaselin testade han den på sina egna skärsår och brännskador. Chesebrough kunde fortfarande inte sälja något till apotek tills han reste runt i New York och demonstrerade sin mirakelprodukt. Inför en publik brände han sin hud med syra eller en öppen låga och spred sedan ut den klara gelén på sina skador samtidigt som han demonstrerade tidigare skador som han hävdade hade läkt med hjälp av sin mirakelprodukt. I verkligheten läker den inte skärsår och brännskador, utan gelén bildar ett lager som hindrar smuts från att tränga in (en av de främsta orsakerna till död och sjukdom på hans tid berodde på att öppna sår blev infekterade) och som håller kvar fukten. För att ytterligare skapa efterfrågan delade han ut gratisprover, vilket var ett av de första exemplen på detta.
Chesebrough öppnade sin första fabrik 1870. Den första kända hänvisningen till namnet Vaseline finns i hans amerikanska patent: ”Jag, Robert Chesebrough, har uppfunnit en ny och användbar produkt från petroleum som jag har döpt till ’Vaselin’…”. . Ordet tros komma från tyska Wasser (vatten) + antik grekiska: έλαιον (olja).
Drottning Victoria var enligt uppgift ett stort fan av produkten och använde den dagligen. År 1883 blev Chesebrough adlad av drottning Victoria för sina vetenskapliga prestationer. Än i dag förhindrar den mer än 98 % av den transepidermala vattenförlusten som mjukgörare och är fortfarande en prioriterad behandling efter hudkirurgi.