Rainer Blatt estudió Física en la Universidad de Maguncia, donde también se doctoró. Como becario postdoctoral, trabajó en el enfriamiento por láser de haces atómicos junto con John L. Hall (Premio Nobel 2005) en Boulder (EE. UU.) y como ayudante de investigación en la Universidad de Hamburgo trabajó con iones atrapados junto con P. Toschek. En 1994 fue nombrado catedrático de Física en la Universidad de Gotinga y
en 1995 aceptó una cátedra en el Instituto de Física Experimental de la Universidad de Innsbruck, donde trabaja con iones atrapados en trampas de Paul para ordenadores cuánticos, simulaciones cuánticas y metrología cuántica. Desde 2003 es director de investigación del Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia Austriaca de Ciencias en Innsbruck. Es cofundador de Alpine Quantum Technologies
GmbH (AQT) en Innsbruck, una empresa que desarrolla ordenadores cuánticos comerciales. Entre 2021 y 2023, fue director científico y coordinador de Munich Quantum Valley. Por su investigación en información cuántica, recibió el premio Schrödinger de la Academia Austriaca de Ciencias en 2006, la medalla Stern-Gerlach de la Sociedad Alemana de Física en 2012, el premio John-Stewart-Bell del Centro de Información Cuántica y Control Cuántico (Universidad de Toronto) en 2015 y el premio Micius Quantum en 2018. Es miembro de la Academia Austriaca de Ciencias, la Real Academia Española de Ciencias, la Academia Europea de Ciencias y Artes, la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU. y la Academia Alemana de Ciencias Leopoldina.