Absolwent wydziału wokalno-aktorskiego Akademii Muzycznej im. Karola Szymanowskiego w Katowicach w klasie prof. Eugeniusza Sąsiadka. Uczestniczył w kursach mistrzowskich prowadzonych przez Ryszarda Karczykowskiego, Helenę Łazarską i Christiana Elsnera. W 2001 roku został laureatem trzeciego miejsca XI Konkursu Wokalnego im. Ady Sari w Nowym Sączu. W 2007 roku zdobył drugie miejsce i kilka nagród pozaregulaminowych podczas VI Międzynarodowego Konkursu Wokalnego im. Stanisława Moniuszki w Warszawie. Już w trakcie pierwszego roku studiów rozpoczął intensywną działalność koncertową. Na scenie operowej zadebiutował partią Leńskiego w Eugeniuszu Onieginie Piotra Czajkowskiego (Teatr Wielki - Opera Narodowa, scena kameralna 2002). Jeszcze w czasie studiów związał się z Warszawską Operą Kameralną, a od 2003 stale współpracuje z Teatrem Wielkim - Operą Narodową w Warszawie. Z zespołem tego Teatru śpiewał podczas występów gościnnych w Sadlers Wells w Londynie, Operze w Wilnie, na festiwalu Peralada w Hiszpanii i podczas tournée po Japonii. Głównymi jego rolami w Teatrze Wielkim w Warszawie były m. in.: Tamino w Czarodziejskim flecie, Ismaele w Nabucco Verdiego, Tamburmajor w Wozzecku Albana Berga, Boris w Katia Kabanova Janáčka, Pinkerton w Madame Butterfly Pucciniego, Stefan w Strasznym Dworze i Jontek w Halce Moniuszki. W 2003 i 2005 roku odbył tournée po Niemczech, Austrii, Szwajcarii śpiewając partię Tamina w Czarodziejskim flecie Mozarta. Właśnie tą partią w 2005 roku zadebiutował na deskach Teatru Wielkiego w Poznaniu. Od 2006 roku stale współpracuje z Operą Wrocławską jako: Nemorino w Napoju miłosnym Donizettiego, Pasterz w Królu Rogerze Szymanowskiego, Gabriel w Raju utraconym Pendereckiego, Stefan w Strasznym Dworze Moniuszki, Don Ottavio w Don Giovannim Mozarta. W 2009 roku zadebiutował w moskiewskim teatrze Bolszoj jako Tamburmajor w Wozzecku w nowej produkcji Dmitra Tcherniakova, a także w Operze Krakowskiej jako Don Ottavio w Don Giovannim. Wykonywał III symfonię - Pieśń o Nocy Szymanowskiego z Filharmonią Narodową w Warszawie pod dyrekcją Antoniego Wita (nagranie na DVD), z Sinfonieorchester des Bayerischen Rundfunks w Monachium i Kolonii pod dyrekcją Marissa Jansonsa w 2008 roku (nagranie na CD), a także z Orquesta Sinfónica de RTVE pod dyrekcją Hannu Lintu w Madrycie w 2011 roku. W 2011 roku zadebiutował w Lipsku z MDR-Sinfonieorchester śpiewając Polskie Requiem Pendereckiego pod batutą kompozytora i w Paryżu w Théâtre du Châtelet wykonując Harnasie Szymanowskiego. Także w 2011 roku zadebiutował na Wexford Opera Festival w Irlandii z partią Waclawa w Marii Statkowskiego i zaśpiewał Jontek w nowej produkcji Halki Monuszki pod batutą Marca Minkowskiego w Teatrze Wielkim w Warszawie, a w 2012 in 2013 roku zaśpiewał Rybak w Słowiku Strawińskiego w Teatrze Wielkim w Warszawie, Stefan w Strasznym Dworze w Operze w Białymstoku i zadebiutował w Operze w Rydze (Polskie Requiem). Regularnie współpracuje z Polską Orkiestrą Radiową, gdzie pod batutą Łukasza Borowicza zaśpiewał m. in.: partię Fentona w Falstaffie Verdiego, Franka w Flisie Stanisława Moniuszki i zagrał tytułową rolę w Monbarze Dobrzyńskiego. Artysta stale współpracuje z większością najlepszych polskich orkiestr i filharmonii m. in.: Filharmonią Narodową, Narodową Orkiestrą Symfoniczną Polskiego Radia w Katowicach (NOSPR), Polską Orkiestrą Radiową, Orkiestrą Akademii Beethovenowskiej, Sinfonią Varsovią oraz Filharmonią Krakowską. Rafał Bartmiński współpracuje ze znakomitymi dyrygentami takimi jak: Łukasz Borowicz, Gabriel Chmura, Teodor Currentzis, Miguel Gomez-Martinez, Tomas Hanus, Mariss Jansons, Jacek Kaspszyk, Hannu Lintu, Wojciech Michniewski, Ewa Michnik, Marc Minkowski, Krzysztof Penderecki, Andrzej Straszyński, Antoni Wit, Tadeusz Wojciechowski oraz Alberto Zedda, a także z reżyserami takimi jak: David Alden, Dmitri Tcherniakov, Mariusz Treliński, Krzysztof Warlikowski i Michał Znaniecki. Najważniejszymi projektami w sezonie 2013/14 są: Ismael, Rybak w Słowiku, Pinkerton, Stefan w Teatrze Wielkim w Warszawie; Alfredo (debiut) w Operze w Białymstoku i w Poznaniu; Pasterz w Królu Rogerze w Wuppertalu/Niemczech, Messa da Requiem Verdiego na International Sacred Music Festival w Rydze i Missa solemnis Beethovena z Narodową Orkiestrą Symfoniczną Polskiego Radia w Katowicach. Zaśpiewał Credo Krzysztofa Pendereckiego pod batutą Valery Gergieva na Jubileuszowej Gali 80-tych urodzin kompozytora. W lutym 2014r. odbył tournee w Izraelu (Tel Aviv-Bronfman Auditorium, Haifa-Muncipal Auditorium, Jerusalem-International Convention Centre) występując z The Israel Philharmonic Orchestra w utworze „Polish Requiem” Krzysztofa Pendereckiego pod batutą kompozytora wraz z Gary Bertini Israeli Choir.