Llicenciat en dret i doctorat en sociologia per la Universitat de València, fou professor de sociologia de les universitats de València i Alacant. Treballà com a expert a la Diputació de València i a la Generalitat Valenciana, on fou cap del Servei d’Investigació i Estudis Sociolingüístics. En aquest càrrec, creà la base de dades més completa sobre la situació del valencià, centrada sobretot en la realització d’enquestes sobre l’ús i el coneixement de la llengua. Fou col·laborador de Serra d’Or, Gorg, Cuadernos para el Diálogo i El País, entre altres publicacions. El seu primer assaig fou L’opinió pública (1968). Però la seva investigació posterior i les seves reflexions se centraren en la sociolingüística. Juntament amb Lluís V. Aracil, fou un dels primers sociolingüistes a aplicar al valencià de manera rigorosa els conceptes de conflicte lingüístic i diglòssia, que exposà a Conflicte lingüístic valencià (1969) i Idioma i prejudici (1971), obres cabdals de la sociolingüística de l’àmbit catalanoparlant. Les conclusions dels seus estudis sovint foren motiu de reaccions irades per part dels grups més bel·ligerants en contra de la normalització i dels partidaris del secessionisme lingüístic. Obres posteriors són Sociología del lenguaje (1974), Estructura social y política lingüística (1975), Bases per a una política lingüística democràtica a l’Estat espanyol (1976), Cuatro idiomas para un estado (1977), Madre España (1979), El País Valencià a l’eix mediterrani (1992), Informe sociològic de les comarques centrals valencianes (1996) i Sociologia de la ciutat de València (1996). L’any 2018 l’Acadèmia Valenciana de la Llengua li atorgà la Medalla d’Honor de la institució i el 2019 la Generalitat Valenciana inicià la publicació de la Col·lecció Rafael L. Ninyoles, d’estudis de sociolingüística.