Ростислав Горелов родился в Екатеринославе в 1916 году в семье живописца Гавриила Горелова. В 1933 году поступил на художественное отделение Московского полиграфического института, но через три месяца был арестован вместе с группой однокурсников. Его обвинили в участии в контрреволюционной террористической группе «Голубая лилия». Ростислав был осужден тройкой и приговорен как несовершеннолетний к двум годам лагерей.
На очной ставке друг Горелова художник Эрос Гликман дал обвинительные показания против Ростислава, вероятно, под давлением следователя. Несмотря на это, молодые люди не стали врагами и в заключении держались вместе. Интересно, что на очной ставке Ростислав, в отличие от многих других, смог противостоять обвинениям, однако это не спасло его от репрессий.
Сначала Ростислав Горелов отбывал наказание на лесоповале в Темниковском ИТЛ. Избавлением от изнуряющего физического труда стала изостудия при культурно-воспитательной части, куда ему удалось перевестись с общих лагерных работ. Там он работал под руководством художника Владимира Михайловича Эссена.
Благодаря ходатайству отца, в то время известного художника, Ростислав Горелов был освобожден на два месяца раньше срока, в октябре 1935 года.
После освобождения Ростислав Горелов поступил в Ленинградский институт живописи, скульптуры и архитектуры, затем перевелся в Московский художественный институт. Сразу после его окончания в 1942 году был зачислен в Студию военных художников им. М.Б. Грекова. Вместе с армией дошел до Дрездена и Берлина и получил медаль «За победу над Германией в Великой Отечественной войне 1941—1945 гг.».
Реабилитирован в 1956 году. С 1961 года преподавал в Московском педагогическом институте им. Ленина. Был занят в оформлении мемориального комплекса на Поклонной горе.
Увиденное в лагере — арест, давление во время следствия, насилие, голод, непосильный труд, болезни и смерти — не отпускало художника до конца жизни. В 1970-е годы он написал серию этюдов по своим лагерным воспоминаниям. В карусели несколько из них, а ниже — видеовыставка Музея истории ГУЛАГа, посвященная жизни и работам Горелова.