A sua carreira foi tragicamente interrompida quando ficou paralisado numa queda em Misano, em 1993, quando perseguia o seu quarto título. Mas com 24 vitórias, 65 pódios e 16 "pole positions", continua a ser um dos pilotos americanos mais bem-sucedidos no campeonato do mundo.

Rainey entrou na cena profissional em 1979 ao juntar-se às corridas da AMA Grand National Championship sobretudo em provas de pista de terra curtas em pista oval. Na temporada seguinte, conduziu numa série de corridas de estrada a nível de clubes e começou a notar-se que os seus verdadeiros talentos estavam no asfalto.

Depois de vencer a AMA National Road Race de 1981 em Loudon, na qual participou equipado com as suas botas e roupa em pele para todo-o-terreno, Rainey juntou-se à categoria AMA Superbikes para a sua primeira temporada completa em corridas de estrada. A sua primeira vitória numa corrida aconteceu também em Loudon e, na sua primeira participação no campeonato, conquistou o terceiro lugar na geral.Na sua segunda campanha, e com uma época inteira de experiência, Rainey esteve imparável no Campeonato do Mundo de SBK AMA  de 1983, conquistando o seu primeiro título antes de se mudar para o Campeonato do Mundo MotoGP na categoria de 250 cc, como novo colega de equipa de Kenny Roberts numa Yamaha TZ250.

Conseguiu um lugar no pódio na sua segunda prova e terminou a temporada em oitavo lugar da geral.Em 1985, Rainey regressou aos Estados Unidos para competir nos campeonatos  do Grande Prémio de 250 cc e na AMA Formula One, com a intenção de regressar à Europa na classe de 500 cc. Os êxitos continuaram e, em 1987, venceu o título AMA Superbike após uma batalha titânica com o futuro rival Kevin Schwantz.

Pela segunda vez na sua carreira, Rainey juntou-se à equipa da Yamaha dirigida por Kenny Roberts para participar no campeonato do mundo, desta vez a conduzir uma YZR500 capaz de lutar pelo título de 500 cc.

Rainey foi imediatamente reconhecido como um possível futuro campeão, tendo subido seis vezes ao pódio e vencido na sua primeira corrida de 500 cc no GP Britânico de 1988, em Donington Park, o que lhe permitiu terminar em terceiro lugar na classificação geral.

No ano seguinte, Rainey lutou pelo campeonato, tendo conquistado a vitória em Laguna Seca, no seu Estado natal da Califórnia, com novas vitórias nos GP da Alemanha em Hockenheim e dos Países Baixos em Assen. Acabou por deixar escapar o título, mas mostou que seria uma força no início da década de 1990.

A Yamaha introduziu novas atualizações na YZR500 em 1990 e Rainey conseguiu o melhor início possível da temporada com uma vitória no GP do Japão, em Suzuka, e uma vez mais à frente do seu público. Nessa temporada, acabaria por conquistar oito vitórias e subir ao pódio em 15 das 16 corridas, e conquistar o seu primeiro título mundial com a Yamaha, batendo o seu rival de longa data, Schwantz.Na temporada de 1991, conquistou mais seis vitórias e um segundo título mundial, que venceu no Circuito Bugatti em Le Mans, quando ainda faltava uma prova, uma vez mais ficando fora do pódio apenas uma vez em 14 corridas.

Depois de um arranque difícil da campanha de 1992, muitos dos pretendentes ao título, incluindo Rainey, sofreram lesões e tiveram resultados inconsistentes, mas o americano conseguiu fazer o suficiente para conquistar um terceiro título consecutivo, igualando o feito do seu compatriota, lenda e colega da Yamaha, Kenny Roberts.Em 1993, lutava por um quarto título mundial, com apenas cinco pontos a separarem Schwantz antes de Misano.

Quando liderava a corrida, Rainey teve um acidente e sofreu lesões graves na coluna, que colocaram termo à sua carreira como piloto.Posteriormente, Rainey foi por um breve período chefe de equipa da Yamaha no campeonato do mundo, mas atualmente é responsável pelos promotores da AMA Superbike Series MotoAmerica.