Rafał Dutkiewicz ukończył studia na wydziale Podstawowych Problemów Techniki Politechniki Wrocławskiej, na kierunku Matematyka Stosowana. Obronił pracę doktorską z logiki formalnej (Z badań nad metodą tablic semantycznych Betha) na Wydziale Filozofii Chrześcijańskiej Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego. Od końca lat siedemdziesiątych był związany z opozycją demokratyczną. W czasie stanu wojennego został działaczem Solidarności. W 1989 r. mianowano go sekretarzem wrocławskiego Komitetu Obywatelskiego „Solidarność”, a w 1990 jego przewodniczącym. Był współorganizatorem pierwszych Tygodni Kultury Chrześcijańskiej we Wrocławiu oraz przewodniczącym Towarzystwa Stypendialnego im. Adama Mickiewicza.

W 2002 r. został pierwszym prezydentem Wrocławia wybranym w wyborach bezpośrednich. Pełnił urząd nieprzerwanie przez 4 kadencje do 2018 r. Od kwietnia 2019 r. przebywał w Berlinie, w elitarnym gronie Richard von Weizsäcker Academy na zaproszenie Fundacji Boscha. Jako jeden z niewielu gości zagranicznych dostąpił zaszczytu przemawiania, jako gość honorowy, w Bundestagu w czasie Dnia Pamięci – jednego z głównych świąt państwowych Niemiec.

Obecnie jest związany z kilkoma startupami zajmującymi się najnowocześniejszymi trendami w produkcji żywności. Jest także  członkiem Rady Uniwersytetu Wrocławskiego, przez wiele lat był też członkiem, a następnie członkiem honorowym senatu Ukraińskiego Uniwersytetu Katolickiego we Lwowie. Został odznaczony Krzyżem Oficerskim Orderu odrodzenia Polski (2009 r.) oraz Krzyżem Komandorskim Orderu Odrodzenia Polski (2015 r.).