Né vers 1175 non loin de Barcelone, il entama ses études dans cette ville avant d’obtenir in doctorat in utroque jure (droit canon et droit civil) à l’université de Bologne. Devenu prêtre, il enseigna pendant plusieurs années le droit canon à Bologne, jusqu’en 1222, en occupant pendant trois ans la chaire de droit canon. Durant cette période, il rencontra saint Dominique, fondateur de l’ordre des frères prêcheurs. De retour à Barcelone, il entra lui-même chez les dominicains.
Entre-temps, il était aussi devenu confesseur du roi Jacques Ier d’Aragon, duquel il avait obtenu le soutien, en 1218, à la demande de saint Pierre Nolasque, pour la fondation de l’ordre de Notre-Dame de la Merci, destiné au rachat des chrétiens esclaves des mahométans. Il joua un rôle important dans le développement de cet ordre, incitant ses membres à étudier l’arabe et le Coran pour pouvoir débattre avec les infidèles.
Alors qu’il était confesseur de Jacques Ier, de nombreux témoins rapportèrent un miracle éclatant. Il s’était rendu avec le roi sur l’île de Majorque pour y prêcher aux musulmans, et le roi vint avec sa maîtresse. Malgré les réprimandes de son confesseur, il refusa de la renvoyer et lui interdit de quitter l’île. Raymond étendit alors sa cape sur les flots et traversa la mer dessus pour regagner Barcelone ; de nombreux témoins, des marins et des badauds présents sur la plage, témoignèrent de cet événement.
Réputé pour sa grande science, après avoir rédigé la Summa de casibus poenitentiae, il fut appelé en 1230 par le pape Grégoire IX qui le nomma chapelain et grand pénitencier et lui confia la compilation des décrétales papales pour former un recueil de droit canonique. Les Decretales Gregorii furent promulguées le 5 septembre 1234 par la bulle Rex pacificus.
Rentré à Barcelone en 1236, il fut élu maître de l’ordre des frères prêcheurs au chapitre général de 1238. Il s’occupa alors de la publication des constitutions dominicaines, qui restèrent en vigueur jusqu’en 1924. Il démissionna deux ans plus tard en raison de son âge et se consacra pleinement au ministère pastoral, s’occupant de la conversion des juifs et des musulmans et fondant plusieurs couvents.
Il rédigea encore plusieurs ouvrages, dont un Directorium inquisitoriale, à l’usage des inquisiteurs. Ayant rencontré saint Thomas d’Aquin, il l’encouragea à rédiger sa Summa contra Gentiles. Il organisa encore en 1263 une disputatio à Barcelone entre un moine dominicain et un rabbin juif qui mirent en lumière les fondements des désaccords.
Raymond de Pennafort mourut à Barcelone le 6 janvier 1275. Il fut canonisé par Clément VIII le 29 avril 1601. Il est saint patron des canonistes et des avocats.