Roberto Rizzi Brignoli absolvierte sein Klavierstudium am Mailänder Konservatorium G. Verdi, an dem er des Weiteren Komposition und Orchesterleitung studierte. Am Teatro alla Scala war er bis 2002 „Responsabile dei Servizi Musicali“ und arbeitete schließlich mit Riccardo Muti zusammen, dessen Wertschätzung dazu führte, dass er an der Scala u. a. Otello, La Traviata, Rigoletto, I due Foscari, L'Elisir d'Amore, Adriana Lecouvreur und La Fille du Régiment dirigierte. International bekannt wurde er schließlich durch die zwei sehr erfolgreichen Produktionen von Donizettis Lucrezia Borgia und Cileas Adriana Lecouvreur an der Mailänder Scala in der Spielzeit 1997/98.

Als Experte des italienischen und französischen Opernrepertoires gastierte er bereits an renommierten Häusern und Festivals weltweit, darunter die Semperoper Dresden, die Staatsopern in Hamburg und Stuttgart, Oper Frankfurt, das Nationaltheater Mannheim, Bolschoi-Theater in Moskau, Teatro dell’Opera di Roma, Teatro La Fenice in Venedig, Teatro Donizetti in Bergamo, Teatro Comunale in Florenz, Teatro Carlo Felice in Genua, Teatro Verdi in Triest, Teatro Real de Madrid, die Bilbao Opera, das Teatro La Maestranza in Sevilla, die Opéra de Lille, Opéra de Marseille, Opéra de Nantes, Opéra d'Avignon, Opéra de Reims, Opéra de Dijon und Opéra de Lausanne, das Grand Théâtre de Luxembourg, Concertgebouw Amsterdam, Théâtre Royal de La Monnaie in Brüssel, Grand Théâtre de Genève, Royal Opera House Muscat, die Florida Opera, Nikikai Opera in Tokyo sowie das Chorégies d'Orange, Avenches Festival, Festival Puccini Torre del Lago, Opera Festival in Santander, Rossini Opera Festival in Pesaro, und Sferisterio Opera Festival in Macerata. 2010 gab Roberto Rizzi Brignoli an der Metropolitan Opera in New York sein gefeiertes Debüt mit La Bohème. Eine enge und langjährige Verbindung pflegt er mit der Deutschen Oper Berlin, an der u. a. die Neuproduktionen Il trovatore, L'Elisir d'Amore und Rolando Villazóns umjubelte La Rondine dirigierte. In der laufenden Spielzeit übernimmt er dort die Leitung über Turandot, Nabucco und Andrea Chénier.

Ab Januar 2020 ist Roberto Rizzi Brignoli neuer Generalmusikdirektor am Teatro Municipal de Santiago de Chile sowie des Santiago Philharmonic Orchestra. Innerhalb des ersten Jahres wird er dort Lucia di Lammermoor, Tschaikowskys Schwanensee sowie ein Konzert mit Werken von Haydn, Beethoven und Berlioz dirigieren.

Auch im Konzertbereich ist er ein gefragter Interpret, dessen Repertoire symphonische Werke der Klassik, Romantik und der Moderne beinhaltet. Er arbeitete mit Klangkörpern wie dem Orchestra dell’Arena di Verona, Orchestra Sinfonica del Teatro dell’Opera di Roma, Orchestra of Teatro Carlo Felice in Genua, Orchestra dei Pomeriggi Musicali in Mailand, I Cameristi della Scala, Orchestra Toscanini Parma, Orchester der Deutschen Oper Berlin, Orchester der Opéra de Lyon, Orchestre National de Lille, Orchestre National de France, Orchestre National Bordeaux Aquitaine, Netherlands Radio Philharmonic Orchestra, Tokyo Philharmonic Orchestra, Göteborg Symfoniker und die Limburger Symphoniker. Weitere Projekte in der Spielzeit 2019/20 waren Il Trovatore am Nationaltheater Mannheim, Turandot und Andrea Chenier an der Deutschen Oper Berlin sowie Verdis Messa da Requiem in einer szenischen Version an der Staatsoper Hamburg.

In der laufenden Spielzeit dirigiert Roberto Rizzi Brignoli u. a.: Giovanna d'Arco in Metz, L'italiana in Algeri und L'Africaine in Marseille, Nabucco an der Deutschen Oper Berlin, Il turco in Italia an der Staatsoper Hamburg, Tosca in Dijon sowie Eugen Onegin in Santiago de Chile. In Berlin, Lausanne und Santiago wird er zudem auf der Konzertbühne zu erleben sein. Roberto Rizzi Brignoli nahm Einspielungen für Sony und Warner Classics auf. Die Opernproduktionen von Adriana Lecouvreuer an der Mailänder Scala und La Rondine der Deutschen Oper Berlin sind auf DVD erhältlich.