Проф. Рафаил Попов е дете на едно от многото троянски семейства, емигрирали в старопрестолно Търново, още преди Освобождението. Събдата белязва четвъртото и най-малко дете, в семейството на отец Пенчо Рачов Троянеца и неговата попадия Иванка, да се нареди сред бележитите изследователи в областта на българската история, археология, палеонтология, спелеология и музейно дело.
По нов стил малкият Рачо се ражда на днешния ден през 1876 г в дома на търновския свещеник, където по това време е настанен висш руски офицер от руските и попът на полка, които стават кръстници на детето, като му дават библейското име Рафаил.
Той се учи първо в Мъжката гимназия, а на 20 години вече следва естествени науки в столичното Висше училище. В трети курс прави първи разкопки из търновски пещери. След дипломиране е назначен в Шуменското мъжко училище. Проучва Царската пещера край Беляковец и обекти в Мадара, където открива прочутия мраморен зодиак. В идните години Попов основава археологическо дружество, сетне е и пръв уредник на градския музей и прави най-значимото си откритие – Чаталарската омуртагова колона, транспортирана с огромни усилия до Шумен, а оттам за София. Княз Фердинанд го награждава с орден за Гражданска заслуга, похвално писмо пише министърът проф. Иван Шишманов.
През 1909 г. е изпратен двегодишна специализация по праистория, палеонтология и геология в Берлин. В чужбина търновецът посещава редица музеи и внася опита им у нас. През 1911 г. учредява Праисторическия отдел на Народния музей, негов уредник е до 1929 година. По време на Балканската война Богдан Филов повиква Рафаил Попов в главната военна квартира в Лозенград, за да му съдейства в опазването на ценни старинни паметници от източна Тракия. През 1913 г. под негово ръководство за първи път музейни експонати са химически препарирани. Провъзгласен за член на Руски археологически институт в Цариград. По време на Междусъюзническата война археологът е във II армия, но заболяване го връща във военнополева болница в София, където служи и като санитар. След края на бойните действия подновява разкопките в беляковските пещери.
От 1925 г. вече е доцент , четири години по-късно създава Българското пещерно дружество. Мечтата му е първата елитрифицирана пещера у нас – Бачо Киро да се превърне в музей, идея в която успява да увлече американската професорка д-р Гаръд и двама нейни от Кеймбридж, които правят разкопки в Дряново и отпечатват студията „Американска школа в праисторическите проучвания”. Попов издейства държавна субсидия за опазване на българските пещери. От 1929 г. до началото на Втората световна война оглавява Народния археологически музей Дарява му личните си колекции от артефакти и вкаменелости. След 10-годишен труд издава два за проучванията на Мадара, уреждане статута на народни исторически паркове около бележитите български исторически места Абоба-Плиска, Преслав, Мадара, със субсидии предимно от Цар Борис ІІІ, впоследствие към тях се присъединява и старопрестолно Търново. Идеята на Попов, за не позволява историческите български столици да запустеят, или съвременно строителство да скверни светилищата на старата ни история. 1938 г. му носи най-голямото научно отличие –дописен член на БАНи, и вестта за пенсиониране, след 40-годишна държавна служба.
Макар и пенсионер, археологът създава близо 100 документални рисунки и образци от военното облекло, оръжие и бита на старите българите, предвидени да бъдат отпечатани и издадени от тогавашното Министерство на войната.
Месец преди смъртта си, до Българското пещерно дружество, той пише писмо:
„…Изпращам ти писмото от Министерството на народната просвета, от което се вижда, че на дружеството е отпусната субсидия от 2000 лева, моля нареди с касиера необходимото за получаване на сумата. Безпокоя те, защото аз не съм добре… Бъди добър да свикаш поне една-две срещи на пещерното дружество, за да не остане без дейност. Бях приготвил два реферата, за да ги чета в дружеството, но както ти казах, от месец март съм половин човек. Исках да направя още един дар от геологически материали на Царския музей, но за жалост не можах да ги подредя… Р. Попов“.
На 15 август 1940 г. Рафаил Попов предава ?огу дух, дни преди 65-я си рожден ден, оставяйки вдовица, с двама синове и малолетна дъщеря.
