Raffaele Calabretta è Primo Ricercatore del Consiglio Nazionale delle Ricerche dal 2010. E' ricercatore dal 1988, e dal 2002 al 2008, ha fatto parte del Consiglio d’Istituto dell’Istituto di Scienze e Tecnologie della Cognizione di Roma (denominato precedentemente, Istituto di Psicologia).
Dal 2000 al 2004 è stato professore di Tecnologie dell’Istruzione e dell’Apprendimento presso la Facoltà di Scienza della Formazione dell’Università de L’Aquila, e, a partire da dicembre 2016, è professore di Psicologia della Comunicazione presso l’Università Internazionale Telematica UniNettuno. Durante questi anni ha collaborato in Italia e all'estero con Domenico Parisi, Stefano Nolfi, Andrea Di Ferdinando, Gunter Wagner, Frank Keil, Paolo Spada, James Fishkin, Mark Klein, Luca Iandoli, Ivana Quinto, Juan Pablo Neirotti, Federico Diano, Raffaele Di Fuccio; Fabrizio Ferrara, Franco Rubinacci, Riccardo Galbiati, Vito Gironda, Carlo Gallina, Cesare Giordano, Valerio Consalvi e Roberto Scandurra,
Dal 1988 al 2002, è stato membro del Center of Computational Ecology della Yale University, e a partire dal 2001 è membro affiliato del New England Complex Systems Institute (Cambridge, MA). Nel 1997 Calabretta ha trascorso un anno sabbatico come postdoc alla Yale University (collaborando con Gunter Wagner, all’epoca chair del neonato Department of Ecology and Evolutionary Biology); nel 2000 e nel 2002 è ritornato a Yale come Visiting Fellow del Department of Ecology and Evolutionary Biology e di Psychology (collaborando anche con Frank Keil, chair del Dipartimento; Calabretta et al., 2008), e nel 2010 come Visiting Fellow del Department of Psychology. Le sue ricerche interdisciplinari sono stati le prime a livello internazionale in cui è stato possibile simulare l’origine della modularità, e hanno portato alla scoperta di nuovi meccanismi per l’origine della modularità strutturale e funzionale (Gunter Wagner, comunicazione personale, 19 marzo 2001; vedi, e.g., Calabretta et al., 2000; Calabretta et al., 2003; Calabretta, 2007). Nel 2015 ha pubblicato l'ultimo articolo sulla modularità (Calabretta & Neirotti, 2015) .
Nel 2012 è stato Visiting Scholar alla Stanford University (collaborando con James Fishkin, chair del Department of Communication e del Center for Deliberative Democracy; Fishkin & Calabretta, 2012). Calabretta è l’ideatore delle Doparie, una nuova metodologia di presa di decisione all’interno dei partiti politici. Nella primavera del 2016, è stato di nuovo invitato a Stanford e ha partecipato come co-organizzatore al primo sondaggio deliberativo realizzato tra gli studenti del campus californiano. Ha sviluppato la teoria delle doparie nei libri Il film delle emozioni (2007, seconda edizione) e Doparie dopo le primarie (Nutrimenti, 2010), mentre nel 2011 ha pubblicato il primo articolo scientifico sull’argomento (Calabretta, 2011). Nei primi mesi del 2012, insieme a collaboratori della Harvard Kennedy School of Government (Paolo Spada) e del MIT (Mark Klein), ha organizzato e diretto il primo esperimento di doparia online (Klein, Spada & Calabretta, 2012). L'articolo è stato pubblicato nel 2018 dalla rinomata rivista internazionale New Media & Society (Iandoli et al., 2018).
Il progetto nazionale Emotion.exe, finanziato dalla Regione Lazio, ha prodotto nel 2020 l'omonimo software ( Diano, Ferrara & Calabretta, 2019; Di Fuccio, Di Ferdinando, Rubinacci, Ferrara, Diano & Calabretta, 2020 ).