Estudió en el Colegio Alemán de Oporto^[2]​ (Deutsche Schule zu Porto) y se licenció en Economía en la Facultad de Economía de la Universidad de Oporto,^[3]​ donde fue miembro del Consejo Pedagógico y presidente de la Asociación de Estudiantes.^[4]​ Su dirección constituyó, después del 25 de abril de 1974, la primera asociación universitaria del país sin mayoría comunista.^[5]​

Como economista, inició su vida profesional en la industria textil.^[3]​ Tras cumplir el servicio militar, trabajó también en la industria metalomecánica.^[4]​ A mediados de la década de 1980, inició su carrera en el sector bancario como ejecutivo del Banco Comercial Português.^[4]​

Tras haber interrumpido su actividad como economista durante el periodo en que estuvo profesionalmente activo en la política, en marzo de 2014 asumió funciones en la Boyden-Executive Search y en el Neves de Almeida|HR Consulting, empresas del área de gestión de recursos humanos. Anteriormente, y desde enero de 2014, había retomado su actividad en el Millennium BCP, pasando a integrar el Comité de Inversiones del fondo de capitalización Millenium, como miembro independiente y no como ejecutivo.^[6]​

Además, mientras fue alcalde de Oporto, fue administrador no ejecutivo del Metro de Oporto, de 2002^[7]​ a 2010.^[8]​

Rui Rio entró en la política en las Juventudes Social Demócrata, donde fue vicepresidente de la Comisión Política Nacional, entre 1982 y 1984.^[4]​

A los 18 años se afilió también al Partido Social Demócrata. En este partido, entre 1996 y 1997, fue secretario general de su respectiva Comisión Política Nacional, con Marcelo Rebelo de Sousa como presidente. De 2002 a 2005, fue vicepresidente, siendo líderes Durão Barroso y, subsiguientemente, Pedro Santana Lopes.^[3]​ Repetiría en el cargo entre 2008 y 2010 con Manuela Ferreira Leite.

Fue elegido diputado en la Asamblea de la República, por la circunscripción de Oporto, en las legislaturas 1991-1995, 1995-1999 y 1999-2003, abandonando en esta última el mandato de diputado tras ser elegido alcalde de Oporto en las elecciones municipales de 2001. También fue vicepresidente del Grupo Parlamentario del PSD y su portavoz para las cuestiones económicas.^[5]​

Tras haber conseguido la mayoría relativa en las municipales de 2001, fue reelegido alcalde de Oporto con mayoría absoluta en 2005 contra Francisco Assis, y en 2009, contra Elisa Ferreira. Terminó su tercero y último mandato el 22 de octubre de 2013, siendo el alcalde que más tiempo estuvo en el cargo.

Paralelamente durante ocho años (2005^[9]​ -2013^[10]​) presidió también la Junta Metropolitana de Oporto, lo que constituye el periodo máximo de tiempo que una persona ha desempeñado ese cargo.

Publicó Política In Situ (2002) y Análise à Distribução Regional do Investimento Público (1999), colaboró en los periódicos O Comércio do Porto, Público y Diário Económico. Fue distinguido con el Premio Personalidad Marketing Ciudades y Regiones 2004 y, en 2005, con el Premio Alfredo César Torres. En 2012, ganó el Premio Carrera de la Facultad de Economía de la Universidad de Oporto.^[4]​

El 9 de junio de 2006, fue galardonado con la Gran Cruz de la Orden del Infante Don Enrique.^[11]​

Rui Rio anunció su candidatura al liderazgo del PSD el 11 de octubre de 2017 en Aveiro.^[12]​ En las elecciones primarias del partido, realizadas el 13 de enero de 2018, se enfrentó al ex primer ministro Pedro Santana Lopes, al que venció con el 54 % de los votos de los militantes del PSD.^[2]​ Tomó posesión en el 37.º congreso del PSD, realizado en Lisboa, del 16 al 18 de febrero de 2018.^[13]​