Ο Βινιόλι γεννήθηκε στο Μοντεβιδέο της Ουρουγουάης το 1944 από τον Ρομάν Βινιόλι Μπαρέτο, σκηνοθέτη κινηματογράφου και θεάτρου, και τη Μαρία Μπεσέιρο, καθηγήτρια μαθηματικών. Σπούδασε στο Πανεπιστήμιο του Μπουένος Άιρες, λαμβάνοντας πτυχίο Αρχιτεκτονικής (1968) και μάστερ αρχιτεκτονικής (1969) από τη Σχολή Αρχιτεκτονικής και Πολεοδομίας.
Το 1964, ίδρυσε αρχιτεκτονικό γραφείο στο Μπουένος Άιρες με έξι συνεργάτες (Φλώρα Μαντεόλα, Ιγκνάθιο Πετσέρσκι, Χαβιέρ Σάντσε Γκόμεθ, Ζοζεφίνα Σάντος και Ούστο Σολσόνα)το οποίο έγινε γνωστό ως MSGSSS.
Το 1978, ο Βινιόλι και η οικογένειά του εγκαταστάθηκαν στις Ηνωμένες Πολιτείες. Για ένα σύντομο διάστημα, υπηρέτησε ως προσκεκλημένος λέκτορας σε τμήμα του πανεπιστημίου Χάρβαρντ. Το 1979 εγκαταστάθηκε μόνιμα στη Νέα Υόρκη όπου, το 1983, ίδρυσε την εταιρεία του (Rafael Viñoly Architects PC). Το πρώτο του μεγάλο έργο στη Νέα Υόρκη ήταν το κολλέγιο Τζον Τζέι, που ολοκληρώθηκε το 1988. Το 1989, κέρδισε τον διεθνή διαγωνισμό για το σχεδιασμό του Διεθνούς Φόρουμ του Τόκιο, που τον έκανε γνωστό σε όλο τον κόσμο.
