A 19 ans, Raphaël Lenglet s'installe à Paris pour réaliser son rêve de devenir acteur. Entre ses études de cinéma à la fac sur le métier de scénariste et les cours de comédie, le jeune homme fait ses premières armes sur les planches. Après avoir prêté ses traits à Samy Naceri jeune dans le long métrage d'Alexandre Arcady Là-bas... mon pays, il est repéré par Yvan Le Bolloc'h qui lui donne sa chance sur Caméra café. M6 le recrute finalement en 2006 pour sa nouvelle série originale Les Bleus, avec Clémentine Célarié. Aux côtés de Nicolas Gob, Élodie Yung et Mhamed Arezki, il incarne Alex Moreno, un ex-gamin de "cité" qui fait ses premiers pas dans la police. La série reste à l'antenne durant quatre saisons et lui permet déjà d'attirer l'attention du grand public.

Laurent Ruquier le choisit en 2008 pour rejoindre la troupe de son nouveau spectacle "Open Bed", au Théâtre des Bouffes-Parisiens. Conquise, Charlotte de Turckheim, chargée de la mise en scène, lui confie un rôle en 2012 dans son film Mince alors !. La même année, il endosse la casquette de moniteur pour Vive la colo, la série de TF1 avec Virginie Hocq et Titoff. La saison 2 se fera sans son personnage, puisqu'entre temps France 2 mise sur lui pour donner la réplique à Cécile Bois dans la comédie policière Candice Renoir. Le duo fonctionne bien et la série est un beau succès. Raphaël Lenglet y interprète le capitaine Antoine Dumas, lequel entretient une relation compliquée avec l'héroïne. Le jeune homme en profite pour passer derrière la caméra et ainsi réaliser plusieurs épisodes du show.

En 2016, Raphaël Lenglet est dirigé par le cinéaste néerlandais Paul Verhoeven dans le sombre Elle porté par Isabelle Huppert. Sur le petit écran, il est le frère de Nadia Farès dans Les Ombres Rouges, le thriller de C8 produit par Cyril Hanouna. Enfin, pour les besoins de l'enquête de Meurtres à Granville, il fait équipe avec Florence Pernel sur France 3 dans l'espoir de démasquer le coupable.