Fu uno degli ultimi allievi diretti di Raffaello, che assisté durante i lavori della Villa Farnesina e nei tanti compiuti dal maestro in Vaticano. Dopo la morte di Raffaello, Raffaellino lavorò sotto Giulio Romano nella Sala di Costantino in Vaticano ed a Mantova in Palazzo Te. Dopo il Sacco di Roma del 1527, la maggior parte degli artisti stranieri a Roma lasciarono la città per far ritorno nelle proprie terre d'origine. Raffaellino andò a Città di Castello, nei pressi della sua città natale, dove trovò lavoro dipingendo pale di altare per le principali chiese, quest'oggi si trovano in gran parte presso la Galleria d'Arte Municipale della stessa città. Lavorò inoltre in varie città italiane: a Sansepolcro, sua città natale; a Citerna nella Chiesa di San Francesco il Cristo in gloria tra angeli, San Francesco e San Michele Arcangelo. A Sant'Angelo in Vado nella chiesa dei Servi di Maria; al servizio del Duca Della Rovere a Urbino dal 1539 al 1543; con Girolamo Genga a Pesaro, per decorare la Camera dei Semibusti, la Sala della Calunnia e il Gabinetto d'Ercole della Villa Imperiale per Francesco Maria della Rovere, duca di Urbino. A Perugia per la decorazione interna della Rocca Paolina (1540). Nel 1536, essendo assistente del Vasari, lavorò alle decorazioni temporanee della strada in occasione dell'entrata di Carlo V in Firenze. Ad Assisi, dove affrescò a grottesche la "Volta Pinta" in piazza del Comune (1556).Col Vasari lavorò anche a Napoli.
Martirio di San Sebastiano, affresco, Pieve Santa Maria, Pietralunga
Sacra Famiglia con Sant'Elisabetta e San Giovannino, olio su legno, (118 × 92 cm)
Testa di donna
Adorazione dei pastori (1539-1540), pala d'altare (245 × 170 cm), chiesa di san Pietro, cappella di san Benedetto, Gubbio
San Benedetto accoglie il suo allievo san Mauro presentato dal padre, affresco, chiesa di san Pietro, Gubbio
San Bernardo e il miracolo della lattazione e matrimonio mistico di santa Caterina da Siena, pala d'altare, (134 × 106,5 cm), Statens Museum for Kunst, Danemark
Angelo annunciante, pittura, Odon Wagner Gallery, Toronto
Resurrezione di Cristo, predella, Princeton University Art Museum, Princeton
Madonna con Bambino e san Giovannino, dipinto, Musée des beaux-arts, Digione
Madonna con Bambino e san Giovannino, The Walters Art Museum, Baltimora
Sant'Agostino, san Domenico e san Francesco d'Assisi in adorazione della Madonna con Bambino in gloria tra san Giacomo Maggiore e san Filippo (1563), pala d'altare, Oratorio della Confraternita Disciplinata di Sant'Agostino, Pérouse,