Domenico Rambelli nacque il 21 febbraio 1886 nella frazione di Pieve Ponte di Faenza.

Dal 1899 al 1901 frequentò la Scuola di Arti e Mestieri “Tommaso Minardi” e nello stesso periodo partecipò al Cenacolo di Domenico Baccarini. Tra il 1902 e il 1904 frequentò la Scuola libera del nudo presso l'Accademia di Belle Arti di Firenze, numerosi musei e atelier di artisti.

Nel 1905 fu accolto alla Società degli Amatori e Cultori di Belle Arti di Roma. Nel 1907 partecipò alla Biennale di Venezia e nel 1908 all’Esposizione Torricelliana Faentina. Nello stesso anno realizzò il monumento in bronzo e marmo al generale Raffaele Pasi collocato davanti al nascente Museo delle Ceramiche a Faenza.

Arruolatosi volontario allo scoppio della Grande Guerra, venne ferito e congedato. Nel 1916 inizia quindi a Faenza l’insegnamento serale dei Corsi di Plastica presso la fabbrica dei Fratelli Minardi e dopo pochi anni alla locale Regia Scuola di Ceramica.

Nel 1920 vinse il concorso per il Monumento ai Caduti di Viareggio, inaugurato il 3 luglio 1927. Nel 1922 espose alla Primaverile fiorentina la grande statua della Portatrice, robusta contadinotta con un cesto di frutta sul capo. Successivamente, nell’autunno del 1926 Rambelli iniziò a lavorare a un altro monumento, il Fante dormiente, collocato nel Parco delle Rimembranze di Brisighella e inaugurato l’anno successivo.

Nel 1927 ricevette l’incarico di realizzare il Monumento all’Aviatore Francesco Baracca collocato nella piazza centrale di Lugo di Romagna e inaugurato nel 1936: la figura dell’eroe raggiunge quasi i sei metri di altezza e l’ala di granito al suo fianco i trentadue.  

Per la Mostra del Decennale della Rivoluzione Fascista a Roma nel 1932 realizza due altorilievi, il Duce armato e il Re soldato, e la statua del Fante che canta. Dopo qualche anno, nel 1939 alla II Quadriennale Romana gli è riservata una sala personale, e ottiene il primo premio nazionale per la scultura.

Negli anni Cinquanta Rambelli riprese a scolpire e realizzò in gesso il busto del giovane Minto Ghirlandi, ucciso a Faenza il 26 luglio 1943, e per il Cimitero di Lugo la lapide sepolcrale marmorea dedicata all'amico e compositore futurista Francesco Balilla Pratella.

Nel 1951 gli venne affidata la sistemazione della cappella di San Francesco d’Assisi nella Basilica di Sant'Eugenio a Roma: realizza in questo contesto la statua in bronzo del Santo e il relativo altare. 

L’ 8 gennaio 1956 viene inaugurata su di un ampio basamento una grande stele in marmo bianco alta quattro metri in memoria del giornalista Giuseppe Donati, perseguitato politico che morì in esilio a Parigi nel 1931.

Nel 1960, Rambelli è nominato Accademico di San Luca, riconoscimento che lo gratificò profondamente, e morì a Roma il 1 settembre 1972.