Issu d'une famille nombreuse et célèbre, Ralph Fiennes est l'aîné de six enfants: sa soeur, Martha Fiennes est notamment réalisatrice, et son frère Joseph Fiennes, est acteur, comme lui. Formé à la Royal Academy of Dramatic Arts (RADA), Ralph Fiennes commence sa carrière de comédien au théâtre. Il joue alors les classiques à la Royal Shakespeare Company et au Royal National Theatre. En 1990, il s'oriente vers la télévision et le cinéma. Il tourne deux téléfilms, A dangerous man : Lawrence after Arabia (1990) et Prime suspect (1991), ainsi que son premier long métrage, Les Hauts de Hurlevent (1992), aux côtés de Juliette Binoche.

En 1993, Ralph Fiennes n'hésite pas à prendre du poids pour interpréter l'impitoyable officier nazi Amon Goeth dans La Liste de Schindler de Steven Spielberg. Ce rôle risqué le révèle au grand public et lui permet de remporter le BAFTA du Meilleur acteur dans un second rôle et une nomination à l'Oscar du Meilleur second rôle masculin. Désormais en vue à Hollywood, il se glisse dans la peau d'un intellectuel hautain pour les besoins de Quiz Show (1994) et d'un trafiquant de drogue dans Strange days (1995), un film de science-fiction de Kathryn Bigelow.

Mais c'est son rôle de comte mélancolique dans Le Patient anglais (1996) qui lui vaut son plus grand succès critique. Ralph Fiennes est en effet nommé à l'Oscar et au Golden Globe dans les catégories Meilleur acteur. Se renouvelant constamment, il s'essaie pour la première fois au doublage pour le film d'animation Le Prince d'Egypte en 1998. Son charme typiquement british lui permet d'autre part de reprendre le rôle de l'agent John Steed dans la version cinéma de Chapeau melon et bottes de cuir (1998) et d'incarner l'amant passionné de Julianne Moore dans La Fin d'une liaison (1999) de Neil Jordan.

Multipliant les genres, Ralph Fiennes est triplement présent dans la grande fresque épique Sunshine (1999), interprète un schizophrène sur les traces de son passé dans le troublant Spider (2002) de David Cronenberg, incarne tout en nuance le tueur en série de Dragon Rouge (id.) et s'essaie à la comédie romantique avec Jennifer Lopez dans Coup de foudre à Manhattan (2003). En 2003, il prête main forte à Nick Nolte dans l'organisation de deux casses pour les besoins de L'Homme de la Riviera de Neil Jordan.

Deux ans plus tard, le comédien britannique se glisse successivement dans la peau de deux Lords, à travers le film d'animation Wallace et Gromit le mystère du lapin-garou puis Harry Potter et la Coupe de Feu de Mike Newell dans lequel il devient le visage humain du sombre Voldemort. L'année suivante, sa soeur, Martha Fiennes lui offre un des premiers rôles du drame Chromophobia, grâce auquel il retrouve Kristin Scott Thomas, sa légendaire partenaire du Patient anglais.

A l'aise dans tous les genres, on le retrouve aussi bien dans la comédie dramatique Bons Baisers de Bruges (2008) aux côtés de Colin Farrell ou encore dans le drame The Reader (2009), qu'à l'affiche de la superproduction Le Choc des Titans (2010) de Louis Leterrier, dans lequel il joue le rôle du Dieu Hades, aux côtés de Sam Worthington et de Liam Neeson. En parallèle, il continue d'endosser la cape de Lord Voldemort dans les quatre derniers volets de la saga Harry Potter, réalisés par David Yates de 2007 à 2011.

En 2012, Ralph Fiennes joue "M", chef du M16, dans Skyfall. Un personnage qu'il retrouve dans 007 Spectre (2015) et Mourir peut attendre (2021). Il réalise également Ennemis jurés, adapté de la pièce de William Shakespeare et où il fait face à Gerard Butler, puis The Invisible Woman, dans lequel il s'octroie le rôle de Charles Dickens vivant une passion interdite avec une actrice beaucoup plus jeune que lui. En 2014, il incarne le personnage principal de The Grand Budapest Hotel, nouvelle pépite signée Wes Anderson.

Le comédien apparaît ensuite dans le remake très esthétique de La Piscine, A Bigger Splash, la comédie des frères Coen Ave, Cesar! et, preuve qu'il n'en a toujours pas fini avec les rôles de méchants, campe le professeur Moriarty dans Holmes & Watson pour Netflix. Toujours pour la plateforme et après avoir réalisé son troisième long métrage, le biopic Noureev, il se glisse dans la peau d'un un archéologue déterminé dans Dig. Parallèlement, il officie en tant que doubleur (Lego Batman, le film, Le Voyage du Dr Dolittle, etc.).

Décidément friand de franchises à la fois coûteuses et lucratives, Ralph Fiennes joue le créateur de la célèbre agence Kingsman dans le prequel The King's Man : Première mission, se déroulant pendant la Première Guerre mondiale.