Atualmente trabalha principalmente com técnicas como argumentação, ontologias, agentes conversacionais, planejamento automático, formação de coalizões, e aprendizado de máquina para resolver problemas na área da saúde e sustentabilidade do planeta entre outros usos responsáveis e éticos da IA para o bem social, por exemplo suporte à alocação de leitos hospitalares (tema especialmente importante com as consequências da COVID-19) e regaste em situações de desastres naturais. É coordenador dos grupos de pesquisa SMART e IA na Saúde do Núcleo de IA da Escola Politécnica da PUCRS. Foi Programme Chair da principal conferência na área de Agentes Autônomos e Sistemas Multiagentes (AAMAS) em 2015 e atualmente é Area Chair dessa conferência além de membro do corpo editorial do principal periódico dessa área (JAAMAS), bem como é membro emérito do conselho diretor do IFAAMAS e EURAMAS, associações de pesquisadores Internacional e Européia (respectivamente). Há muitos anos é (Senior) PC das principais conferências em IA (incluindo IJCAI, ECAI, AAAI e AAMAS) e foi do comitê organizador ou consultivo de diversos eventos internacionais e nacionais (incluindo AAMAS, EASSS, EUMAS, AGERE, ProMAS, EMAS, AutoSoft, WESAAC), e organizou ou participou de diversos Dagstuhl Seminars. Rafael Bordini é membro do EPSRC (UK) College of Peer Reviewers e revisa projetos de pesquisa para as agências financiadoras de diversos países. É um dos desenvolvedores de duas plataformas de software para sistemas inteligentes autônomos chamadas Jason e JaCaMo que são amplamente utilizadas pela comunidade internacional da área; a primeira possui uma média de cerca de 500 downloads mensais desde 2006 e é utilizada para ensino em pelo menos 23 países, tendo sido utilizada por diversos ganhadores de competições de programação de sistemas multiagentes. Possui mais de 150 obras publicadas, incluindo um livro altamente citado (1780 citações segundo o Google Scholar) sobre programação de agentes inteligentes utilizando a plataforma Jason publicado pela Wiley e outro livro sobre a plataforma JaCaMo publicado pela MIT Press em 2020. É um dos cientistas da computação mais citados do Rio Grande do Sul, com mais de 8000 citações e h-index 40. Sua colaboração com a indústria gerou 3 pedidos de patentes resultantes de projeto financiado pela Samsung do Brasil.