Russelas gimė 1903 m. rugsėjo 16 d. Los Andžele, Kalifornijoje, Franko ir Bertos Harlanų, kilusių iš Ajovos ir Misūrio, šeimoje. Raselas augo Los Andžele kartu su jaunesniuoju broliu Ričardu (g. 1911 m.). Kartu su šeima gyveno ir jo močiutė iš tėvo pusės Sarah J. Harlan.
Harlanas pradėjo dirbti kino pramonėje kaip aktorius ir kaskadininkas, o ketvirtojo dešimtmečio pradžioje dirbo už kameros kaip asistentas. Pirmą kartą kaip pagrindinis operatorius jis dirbo 1937 m., kai "Harry Sherman Productions" kompanijai nufilmavo keturis vesternus "Hopalong Cassidy". Nuo 1937 iki 1970 m. Harlanas dirbo operatoriumi apie trisdešimt trejus metus. Jis šešis kartus buvo nominuotas "Oskarui" už geriausią operatoriaus darbą, iš jų du kartus - 1962 m. už filmus "Hatari!" ir "Nužudyti paukštį".