Ørnulf Ranheimsæter var best kjent som tegner, grafiker og bokkunstner, men gjorde seg også gjeldende som forfatter og lærer ved Statens Håndverks- og Kunstindustriskole (SHKS).
Ranheimsæter fikk sin grunnleggende utdannelse hos Carsten Lien i bokklassen ved SHKS 1939–43. Han var samtidig (1940–43) i radérklassen og gjorde seg bemerket i miljøet allerede med sin diplomoppgave (illustrasjon og formgivning av Draumkvedet), hvoretter han ble hjelpelærer i bokklassen 1943–46. 1945 debuterte han som illustratør av Henrik Wergelands Lyriske digte på Dreyers forlag og var noen år bokkunstnerisk konsulent der. Studiene avsluttet han på Kunstakademiet 1949–51.
1964 overtok Ranheimsæter Carsten Liens stilling i bokklassen, som han ledet til han 1976 gikk over til en overlærerstilling i frihåndstegning. 1984 fikk han landets første professorat i tegning. Han sluttet ved SHKS året etter.
Viktige bokverk fra Ranheimsæters hånd er Joseph Bédiers Fortellingen om Tristan og Isolde for C. Huitfeldt Bladkompaniet og De fire evangelier for Dreyer. I begge er bildene utført som høytrykk (henholdsvis tresnitt og trestikk) og trykt fra originalblokkene, en teknikk som så vel praktisk som estetisk er velegnet i samspill med boktrykk, idet det svart-hvite i så vel tekst som bilde gir et grunnleggende slektskap samtidig som forskjell i mønstring og mengdefordeling gir en nødvendig differensiering. Karakteristisk for Ranheimsæters trestikk er en livlig skjæreteknikk, hvor snittene er samlet i mønsterdannende systemer, noe som fremhever det stiliserte i motivbehandlingen. Bildets fortelling er dekorativt innordnet i en stram komposisjon. Samtidig er det stiliserte formspråket basert på realistisk observasjon av den sette virkelighet, en virkelighet som målbærer bildets (og tekstens) fortelling og budskap. Ranheimsæters uttrykksform er i høy grad preget av så vel billedmessig som innholdsmessig kunnskap og refleksjon. Her er intet tilfeldig.
Som lærer, foredragsholder og forfatter forfektet Ranheimsæter bokens verdi som et autonomt formet hele. For ham var ikke bokkunst det samme som illustrasjon og en illustrert bok ikke en trykksak pyntet med bilder. Boken har et eget liv som et samspill mellom forfatterens budskap og bokens utforming med alle sine elementer: skrifttyper, format, satsspeil og marger, papir, omslag og bind samt eventuell dekor og bilder. Bokens utforming skal være en resonansbunn for det tekstlige innholdets karakter og illustrasjonene et akkompagnement. De skal støtte og utdype forfatterens fortelling.
Ranheimsæter videreførte her en europeisk tradisjon, som for ham hadde gyldighet ut over det å være “gammel og god”. Den var forankret i en tro på de estetiske verdiers etiske grunnlag, på at utøvelse av kunst som handling setter krav til refleksjon som innebærer et moralsk ansvar. For Ranheimsæter hadde dette ansvaret en religiøs dimensjon, som han personlig knyttet til den katolske tro.
Like viktig som hans bokkunstneriske estetikk var Ranheimsæters respekt for det gode håndverk og den faglige innsikt for hans lærergjerning, en holdning som omfattet tegning som grunnleggende kunstfaglig disiplin.
Ranheimsæter ble tildelt Bokkunstprisen 1967 og 1987. 1972 fikk han KUFs pris for barnebøker, og 1998 mottok han Fritt Ords Honnør for sine filosofisk-poetiske essays.