Raúl Arévalo comenzó sus estudios en la Escuela Cristina Rota. Su primer papel destacado en el cine fue en Dark Blue Almost Black (2006), la primera película de Daniel Sánchez Arévalo. Más tarde trabajó en El Camino de los Ingleses de Antonio Banderas (2006) y en Siete Mesas de Billar Francés de Gracia Querejeta (2007), por la cual fue nominado para un Goya como mejor actor de reparto.
En 2008 protagonizó Los Girasoles Ciegos junto a Javier Cámara y Maribel Verdú, una película de José Luis Cuerda basada en una novela de Alberto Méndez, que le valió una nominación al Goya como mejor protagonista masculino. Bajo la dirección de Daniel Sánchez Arévalo, ganó un Goya en 2009 como mejor actor de reparto en la comedia Gordos. Un tiempo después, volvió a ser nominado al Goya por Primos (2011), del mismo director.
Otros títulos de su lmografía incluyen Balada Triste de Trompeta (2010) de Álex de la Iglesia, También La Lluvia (2010), dirigida por Icíar Bollaín, y Promoción Fantasma del director Javier Ruiz Caldera en 2012. En 2014, Arévalo coprotagonizó La Isla Mínima de Alberto Rodríguez junto a Javier Gutiérrez; ese mismo año estrenó la comedia Sidetracked, seguido en 2016 por el thriller Cien Años de Perdón (2016) de Daniel Calparsoro.
En televisión, Arévalo ha encarnado papeles en series como La embajada, Aida, El tiempo entre costuras, Compañeros, Cuéntame cómo pasó y Con el culo al aire. En el teatro, su obra se ha disfrutado en Falsta y Urtain bajo la dirección de Andrés Lima y en Beaumarchais por José María Flotats.
