Raphaël Cendo étudie le piano et la composition à l'École Normale de Musique de Paris, où il obtient son diplôme en 2000. Il participe à la session de composition Voix Nouvelles 2003, où il rencontre Fausto Romitelli et Brian Ferneyhough. Il intègre la classe de composition du Conservatoire National Supérieur de Paris en 2003 puis suit le cursus annuel de composition et d'informatique musical de l'Ircam, qu'il termine en 2006. Raphaël Cendo a reçu en outre les enseignements d'Allain Gaussin, et de Philippe Manoury.

Il écrit des œuvres pour des ensembles de renommée internationale comme l'Itinéraire, l'Ensemble Intercontemporain, l'Orchestre National d'Ile-de-France, Ictus, le Nouvel Ensemble Moderne, l'Orchestre symphonique de Montréal, qui sont jouées et dirigées notamment par Miquel Bernat, Alain Billard, Daniel Kawka, Jean Deroyer, Pascal Rophé, Peter Rundel et Lorraine Vaillancourt. Plusieurs de ces pièces sont données lors de grandes manifestations comme « Lille, Capitale Européenne de la culture » à l'Opéra de Lille, les concerts Tremplin au Centre Georges Pompidou, les festivals Mito à Milan, Radio France à Montpellier, Voix Nouvelles à Royaumont, Présences de Radio France, Musica à Strasbourg, Ars Musica à Bruxelles, Why Note de Dijon, ainsi qu'en Allemagne, à celui de Donaueschingen.

En 2007, Raphaël Cendo reçoit le Prix Espoir, décerné par la fondation Francis et Mica Salabert, du Concours international de composition de l'Orchestre symphonique de Montréal. En 2008, il enseigne la composition au conservatoire de Nanterre. Il est diplômé du Conservatoire national supérieur de Paris en composition, analyse et orchestration. De 2009 à 2011, il est pensionnaire de la Villa Médicis, Académie de France à Rome. En 2012, il est professeur invité aux cours d'été de Darmstadt et aux sessions de compositions Voix nouvelles à Royaumont. Il reçoit en 2009 le prix Pierre Cardin de l'Académie des Beaux-Arts et en 2011 le Prix Hervé Dugardin de la SACEM. Actuellement, Raphaël Cendo vit et travaille à Berlin.