Za jego prezydentury do Wrocławia przeniósł się z Cieszyna Międzynarodowy Festiwal Filmowy Era Nowe Horyzonty, ustanowiono Literacką Nagrodę Europy Środkowej Angelus oraz Wrocławską Nagrodę Poetycką Silesius, reaktywowano też festiwal Jazz nad Odrą. Miasto otrzymało status jednego z gospodarzy piłkarskich mistrzostw Europy w 2012. Wrocław został też wybrany na Europejską Stolicę Kultury 2016. Także w 2016 Wrocław, jako pierwsze polskie miasto, był Światową Stolicą Książki. W okresie prezydentury Rafała Dutkiewicza PKB Wrocławia wzrósł ponad dwukrotnie, bezrobocie w mieście spadło do 1,9% w 2018.
W 2008 był współzałożycielem (m.in. wraz z Rafałem Matyją i Kazimierzem Michałem Ujazdowskim) oraz pierwszym przewodniczącym (do 2009) Ruchu Obywatelskiego „Polska XXI”. 5 lutego 2011 został wybrany na prezesa stowarzyszenia Obywatelski Dolny Śląsk (przekształconego Dolnego Śląska XXI, wcześniejszego odłamu Polski XXI, w którym był przewodniczącym rady programowej).
W 2010 prezydent RP Lech Kaczyński powołał go na członka Narodowej Rady Rozwoju.