Desde 2002 es miembro de la Sociedad Max Planck y profesor externo del Instituto Max Planck de Astronomía en Heidelberg.

[1]​ Rebolo dirige o ha dirigido varios proyectos en el ámbito de la cosmología y la física estelar[2]​[3]​ y exoplanetaria.

[23]​ Lidera el consorcio QUIJOTE[24]​[25]​ para medir la polarización del fondo cósmico de microondas con telescopios en Tenerife.

Desde 2011 es director científico del programa “IAC: Centro de Excelencia Severo Ochoa”.

[30]​ Rafael Rebolo fue galardonado con: Selección de sus publicaciones científicas más relevantes (cronológicamente ordenadas):