Rafał Pawnuk a étudié le chant à l’Académie de musique de Bydgoszcz avec Leszek Skrla et l’Académie de musique de Cracovie avec Marek Rzepka. Il a remporté le premier prix du treizième Concours international de chant Iuventus Canti. Il a fait ses débuts au Festival de Salzbourg dans le rôle de Mars dans Orphée aux enfers (Offenbach), production de Barrie Kosky, et interprété les rôles de Sciarrone dans Tosca (Puccini) au Theater an der Wien, Hunding dans La Walkyrie (Wagner) à Klagenfurt, Nourabad dans Les Pêcheurs de perles (Bizet) à Lille, Cherea dans Caligula (Glanert) à Weimar, Vodník dans Rusalka (Dvořák) à Limoges et Grémine dans Eugène Onéguine (Tchaïkovski) avec le Nederlandse Reisopera.

Au Théâtre national de Brno, il a interprété le Roi dans Aïda (Verdi), le Marquis d’Obigny dans La Traviata et Banco dans Macbeth (Verdi). Ancien membre du studio de l’Opéra de Munich, il a incarné Thierry du Dialogues des carmélites, un Noble du Brabant dans Lohengrin (Wagner) et Dr. Wilhelm Reischmann dans Élégie pour jeunes amants (Henze). Régulièrement invité à l’Opéra de Szczecin, il y chante le rôle-titre dans Le Roi Roger (Szymanowski), ainsi que les rôles de Ferrando dans Le Trouvère (Verdi), Guglielmo dans Così fan tutte (Mozart), Betto dans Gianni Schicchi (Puccini) et du Prêtre dans Le Procès (Glass).

Il a collaboré avec le Choeur Accentus et Insula Orchestra et l’Orchestre symphonique national de la radio polonaise, entre autres. Il interprète le Messie de Haendel, le Requiemde Mozart ou Kosmogonia de Penderecki, entre autres aux philharmonies de Hambourg et de Paris, au Festival Anima Mundi de Pise, sous la direction de Marc Albrecht, Ingo Metzmacher, Vasily Petrenko, Lothar Koenigs et Kent Nagano.

Récemment, il a incarné Antonio dans Les Noces de Figaro (Mozart) avec Raphaël Pichon au Festival de Salzbourg et Fafner dans Siegfried (Wagner) à Klagenfurt. Cette saison, il chante Grémine avec le Nederlandse Reisopera, Escamillo dans Carmen (Bizet) à Szczecin, le Stabat Mater de Dvořák à Limoges et Noces (Stravinski) avec l’Orchestre symphonique de Montréal et Kent Nagano.