16 lipca 2016, w spotkaniu otwierającym nowy sezon zdobył swojego pierwszego gola w Ekstraklasie, pokonując bramkarza Pogoni Szczecin podczas wygranego 2:1 spotkania.
W 2018 wypożyczony był do Zagłębia Lubin.
18 lipca 2019 belgijski zespół Royal Excel Mouscron z Eerste klasse A poinformował za pomocą mediów społecznościowych o pozyskaniu Rafała Pietrzaka na zasadzie wolnego transferu.
20 lutego 2020 podpisał trzyipółletni kontrakt z polskim klubem Lechia Gdańsk.
Latem 2023 ogłoszono, że od sezonu 2023/24 będzie reprezentował barwy trzecioligoweej Wieczystej Kraków. Po awansie do Ekstraklasy 17 lipca 2026 ogłoszono przeniesienie zawodnika do drużyny rezerw.
Kariera reprezentacyjna W 2010 był reprezentantem Polski U-18. 7 lutego 2010 zadebiutował w reprezentacji Polski do lat 19 w przegranym 0:2 meczu towarzyskim z Niemcami. W latach 2011–2013 występował w reprezentacji Polski do lat 20.
W seniorskiej reprezentacji Polski zadebiutował 7 września 2018 na stadionie Stadio Renato Dall'Ara (Bolonia, Włochy) podczas pierwszej edycji Ligi Narodów UEFA (2018–2019) w zremisowanym meczu 1:1 z reprezentacją Włoch.