Con el permiso de su padre, el santo ingresó en la orden de los Mercedarios, que acababa de fundarse. San Pedro Nolasco, el fundador, recibió la profesión de Ramón en Barcelona.

Progresó tan rápidamente en virtud que, dos o tres años después de profesar, sucedió a San Pedro Nolasco en el cargo de "redentor o rescatador de cautivos". Enviado al norte de África con una suma considerable de dinero, Ramón rescató en Argel a numerosos esclavos. Cuando se le acabó el dinero, se ofreció como rehén por la libertad de ciertos prisioneros cuya situación era desesperada y cuya fe se hallaba en grave peligro. Pero el sacrificio de San Ramón no hizo más que exasperar a los infieles, quienes le trataron con terrible crueldad. Sin embargo, el magistrado principal, temiendo que si el santo moría no se pudiese obtener la suma estipulada por la libertad de los prisioneros a los que representaba, dio orden de que se le tratase más humanamente. Con ello, el santo pudo salir a la calle, lo que aprovechó para confortar y alentar a los cristianos y hasta llegó a convertir y bautizar a algunos mahometanos. Al saberlo, el gobernador le condenó a morir empalado, pero quienes estaban interesados en cobrar la suma del rescate consiguieron que se le conmutase la pena de muerte por la de flagelación. San Ramón no perdió por ello el valor, sino que prosiguió la tarea de auxiliar a cuantos se hallaban en peligro, sin dejar escapar la menor ocasión de ayudarlos.

San Ramón encaró dos grandes dificultades. No tenía ya un solo centavo para rescatar cautivos y predicar el cristianismo a los musulmanes equivalía a la pena de muerte. Pero nada lo detuvo ante el llamado del Señor. Conciente del martirio inminente, volvió a instruir y exhortar tanto a los cristianos como a los infieles. El gobernador, enfurecido ante tal audacia, ordenó que se azotase al santo en todas las esquinas de la ciudad y que se le perforasen los labios con un hierro candente. Mandó ponerle en la boca un candado, cuya llave guardaba él mismo y sólo la daba al carcelero a la hora de las comidas. En esa angustiosa situación pasó San Ramón ocho meses, hasta que San Pedro Nolasco pudo finalmente enviar algunos miembros de su orden a rescatarle. San Ramón hubiese querido quedarse para asistir a los esclavos en África, sin embargo, obedeció la orden de su superior y pidió a Dios que aceptase sus lágrimas, ya que no le había considerado digno de derramar su sangre por las almas de sus prójimos.

A su vuelta a España, en 1.239, fue nombrado cardenal por Gregorio IX, pero permaneció tan indiferente a ese honor que no había buscado, que no cambió ni sus vestidos, ni su pobre celda del convento de Barcelona, ni su manera de vivir. El Papa le llamó más tarde a Roma. San Ramón obedeció, pero emprendió el viaje como el religioso más humilde. Dios dispuso que sólo llegase hasta Cardona, a unos diez kilómetros de Barcelona, donde le sorprendió una violenta fiebre que le llevó a la tumba. El santo tenía aproximadamente treinta y seis años cuando murió el 31 de agosto de 1.240. Cardona pronto se transformó en meta de peregrinaciones. Fue sepultado en la capilla de San Nicolás de Portell.

El Papa Alejandro VII lo incluyó en el Martirologio Romano en 1.657.

San Ramón Nonato es el patrono de las parturientas y las parteras debido a las circunstancias de su nacimiento.

La comisión nombrada por el Papa Benedicto XIV propuso suprimir del calendario general la fiesta de San Ramón por la dificultad de encontrar documentos fidedignos sobre su vida.