Rolf Wallin étudie la composition à l’Académie de musique de Norvège auprès de Finn Mortensen et Olav Anton Thommessen de 1976 à 1982. Il suit les cours de Joji Yuasa, Roger Reynolds et Vinko Globokar à l’Université de San Diego en Californie dans le milieu des années 1980. Il participe à plusieurs groupes de musique ancienne, de rock et de jazz expérimental en tant que trompettiste tout en commençant sa carrière de compositeur.

Dans son répertoire s’exprime une variété de techniques et de moyens d’expression lui permettant d’explorer de multiples horizons : des musiques fortement intuitives côtoient des compositions de musique instrumentale élaborées à l’aide de programmes informatiques très formalisés. Il a utilisé des techniques de construction fractales et développé un principe de génération harmonique : les « cristaux harmoniques », basés sur trois intervalles fondamentaux répétés constamment. Wallin utilise cette technique dans un certain nombre de ses œuvres comme le Concerto pour clarinette et orchestre (1996), Tides (1998) pour percussion et orchestre, Ground (1997) pour violoncelle et orchestre de chambre et Appearances (2002) pour orchestre.

En 1987, Rolf Wallin reçoit le prix de la composition de l’année décerné par la Société norvégienne des compositeurs pour sa pièce pour mezzo-soprano et piano ...though what made it has gone. En 1998, il est récompensé par le prix musical du Conseil nordique pour son Concerto pour clarinette et orchestre.

En 2001, il reçoit une commande de l’Ircam et du festival Ultima pour son quatuor à cordes avec électronique Phonotope I qui sera créé par le quatuor Arditti à Oslo. Ses pièces Act pour orchestre (commande de l’orchestre de Cleveland, 2004) et sa pièce pour ensemble The Age of Wire and String (commande de l’ensemble Court-Circuit, 2005) ont été jouées à plusieurs reprises à travers le monde.  En 2006-2007, Rolf Wallin est en résidence à l'Orchestre Philharmonique d'Oslo qui lui commande Das war schön!, concerto pour percussion autour de la figure de Mozart, et Strange News, pièce pour un acteur, un orchestre, vidéo et électronique évoquant le sort des enfants soldats de guerre en Afrique. En 2010 est créée Manyworlds, une œuvre orchestrale commandée par l'Orchestre Philharmonique de Bergen, l'Orchestre Philharmonique d'Helsinki et la NDR Radiophilharmonie de Hannovre et qui peut être jouée avec une vidéo en 3D développée par l’artiste Boya Bøckmann. Son premier opéra, Elysium (2015), sur un livret de l’écrivain anglais Mark Ravenhill et une mise en scène de David Poutney, est créé en mars 2016 au Den Norske Opera d'Oslo. Il a collaboré à plusieurs reprises avec le chorégraphe Ingun Bjørnsgaard dont il a écrit les musiques des ballets Seven Imperatives (2001) et The Einstein-Mahler Bridge (2016).

Plusieurs de ses œuvres ont fait l’objet d’une édition discographique notamment sur les labels Ondine et Aurora. Ses partitions sont éditées par Chester Music.