Raúl Fernández intègre le FIM CEV Repsol Moto3 en 2015 ; programme qu’il conjugue à la Red Bull MotoGP Rookies Cup durant deux ans. Fort de trois podiums, l’Espagnol termine septième de sa première saison dans cette coupe, mais ce dernier fera encore mieux en 2016 avec deux succès pour un total de six Tops 3 ; ce qui lui vaudra une troisième place au classement général. Cette même année, le Madrilène se classera également troisième du FIM CEV Repsol, après une belle progression depuis le 14e rang.
Sa campagne 2017 fut en revanche plus compliquée, mais il rebondira avec brio en raflant le titre en 2018. Le pilote ibérique dispute aussi ses premiers Grands Prix Moto3™ à compter de 2016. Il fera en tout huit apparitions, dont une neuvième position en Allemagne alors qu’il remplaçait Darryn Binder chez Red Bull KTM Ajo. 2019 marque sa titularisation chez Ángel Nieto Team et d’entrée, il se hissera six fois parmi les dix premiers. Malheureusement, la régularité lui fera défaut. Preuve en est, il ne terminera que 21e du Championnat… Mais la tendance s’inverse quand Aki Ajo le recrute. Troisième en Aragón et à Valence, il va jusqu’à triompher sur les Grands Prix d’Europe et du Portugal. Quatrième de cette édition, Raúl Fernández grimpe ensuite en Moto2™ où il crèvera véritablement l’écran, accompagné de la même structure.
Auteur de 10 petites unités, il ralliera l’équipe RNF pour y officier sur une de leur RS-GP. Là-bas, les choses ne se passent pas forcément mieux, surtout en première partie de saison. Auteur d'une seconde partie de campagne intéressante ponctuée d'une cinquième place à Valence, l'Espagnol espère continuer sa progression en 2024, où il roulera sous les couleurs de Trackhouse Racing. Au sein du team américain, le n°25 réalise sa meilleure saison avec une 16e place au général et un top 6 au GP de Catalogne, duquel il a même mené la Tissot Sprint la veille avant de chuter. On le voyait viser un podium en 2025 et il va faire même mieux que ça ! Auteur d'une excellente seconde partie de saison, le pilote Trackhouse s'offre sa première victoire dans l'élite à Phillips Island. Quelques semaines plus tard, il se classe deuxième à Valence et termine la saison à la 10e place du général. A-t-il les armes pour jouer un top 5 en 2026 ?