La vita di Ranieri ebbe una profonda trasformazione negli anni della giovinezza, nel 1140 andò in pellegrinaggio in Terra Santa, dove visse per tredici anni divenendo eremita. 
Nel 1153 ritornò a Pisa, preceduto da una fama di santità. Dopo un soggiorno di un anno presso il monastero di Sant'Andrea in Kinzica, si installò a San Vito, dove rimase sino alla morte. Si dedicò all'apostolato e alla predicazione. Il corpo venne sepolto in una cappella della cattedrale di Pisa. 
Il culto ebbe una grande fortuna a livello locale, e a partire dal XIII secolo divenne patrono della città. Ogni anno viene ricordato con una caratteristica luminara, secondo una tradizione che per alcuni avrebbe origine nell'anno stesso della morte del santo.
Non è provato che sia stato canonizzato da Alessandro III, ma il culto liturgico fu approvato nel XVII secolo e compare nel Martirologio romano. La sua vita scritta subito dopo la sua scomparsa dal canonico pisano Benincasa, che era stato suo confidente e consigliere.
Molte sono le leggende su Ranieri e vivono non solo legate alle sue gesta da vivo. Da tempo immemore i pisani si tramandano la tradizione riguardante una burrasca di san Ranieri, secondo la quale ogni anno il santo metterebbe alla prova i propri concittadini scatenando la pioggia sulle loro teste