Né à Paris, Raphael Personnaz est issu du monde du théâtre qui l'accueille et le met en scène assez tôt. Si sa carrière émerge sur les planches, il ne néglige pas la caméra pour autant. Après quelques figurations à l'âge de 16 ans, il obtient un premier rôle dans le téléfilm Un homme à la maison, deux ans plus tard.
Il débute au cinéma en 2000 avec un second rôle aux côtés de Thierry Lhermitte et Claire Keim dans Le Roman de Lulu. Les années qui suivent lui permettent de se faire une place à la télévision et se succèdent les productions dans lesquelles ses rôles deviennent de plus en plus significatifs (Demain nous appartient où il tient le rôle-titre, Quand la mer se retire).
Son expérience tarde à lui servir comme gage au cinéma mais il conserve une notoriété distinctive dans le monde du théâtre. C'est ainsi qu'il parvient à participer à quelques réussites inattendues du grand écran tels que A la petite semaine (2003), La Première fois que j'ai eu 20 ans l'année suivante ou encore La Faute à Fidel (2006).
S'il ne tient que rarement les rôles-titres, Raphael Personnaz plaît dans les rôles secondaires et impose peu à peu son physique de jeune premier au sein de la nouvelle génération du cinéma français : il crève l'écran en amant impétueux de Karin Viard dans Les Invités de mon père, avant de trouver en 2010, une opportunité de choix de se distinguer: alors qu'il ne devait y participer que pour un second rôle, l'abandon tardif de Louis Garrel -avec qui il partage un registre commun- conduit Bertrand Tavernier à lui proposer le rôle du Duc d'Anjou de sa Princesse de Montpensier (2010), sélectionné en Compétition officielle à Cannes. Auteur d' Une Virée, court métrage traitant des relations entre frères, le jeune acteur possède une petite boite de production créée avec la fille d' Isabelle Huppert, Lolita Chammah.
