Nacido en 1924, hijo del famoso dibujante Rafael de Penagos Zalabardo, Rafael debutó como actor cinematográfico y de doblaje en Barcelona a principios de la década de los 40, poeta excelente y amigo de grandes poetas: (fue el único español presente en Estocolmo durante la entrega del premio Nobel a Pablo Neruda, en diciembre de 1971 cuando el poeta aún era casi innombrable en aquella España de Franco). Poco después su familia se exilió durante algunos años primero en Santiago de Chile y luego en Buenos Aires, donde publicó su primer libro de versos.

En 1945 volvió a España, donde siguió compaginando su oficio de actor con la poesía. En 1964 le fue concedido el Premio Nacional de Literatura por su libro «Como pasa el viento». Entre sus obras destacan: «Carta a León Felipe» (1967), «Poemas a Consuelo» (1992), «Orilla del recuerdo» (1996), «Memoria de doce escritores (1999)», «Nueve siluetas» (2005) y «Retratos testimoniales» (2006).

Muy dotado para la comedia y poseedor de un timbre muy refinado, fue la voz habitual de los actores británicos Stan Laurel (en los redoblajes para TVE de los films del Gordo y el Flaco), Brian Murphy (en su papel de George Roper) y Donald Pleasence. Entre sus mejores creaciones se encuentra también la de Sherlock Holmes para las series de TV protagonizadas por Jeremy Brett a partir de finales de los 80, así como el Miguel de Cervantes en la de animación que produjo TVE. Además Penagos prestó su voz a Bourvil, Richard Boone, Tony Curtis, Terence Hill, Klaus Kinski, Charles Laughton, Robert Montgomery, Claude Rains (en tres películas, una de ellas «Casablanca») y Peter Sellers, por citar sólo unos cuantos ejemplos.

En el campo del doblaje de animación, se le recuerda especialmente por su papel de Miguel de Cervantes en la serie Don Quijote de la Mancha (1978) y por el del Cardenal Richelieu de D'Artacan y los tres mosqueperros (1981).