Орлин Горанов е роден е на 8 август 1957 г. в Берковица. Възпитаник е на хор „Бодра смяна“. Музикалната му дарба и великолепните гласови данни са открити от Стефан Диомов по време на военната му служба в Ансамбъла на ГУСВ, чийто солист остава до 1985 г.
През годините, в които се провежда конкурсът „Мелодия на годината“, е един от водещите (от 1986 г.). През 80-те и 90-те години особено популярен е дуетът му с Кристина Димитрова.
Още при дебюта си на „Младежкия конкурс за забавна песен“ през 1978 г. печели „Първа награда“ – с представената от него песен „Интимно“ (муз. Стефан Диомов).
През следващите няколко години се утвърждава сред водещите певци в българската поп музика, наричана по онова време естрадна. За създаването на елегантния му стил допринася и сътрудничеството му с Александър Бръзицов.
Едно от емблематичните му изпълнения е на песента „Светът е за двама“ (1982 г.) по музика на Мария Нейкова и текст на Димитър Точев, а сред международните му награди, които получава в началото на 80-те години са: „Първа награда“ на „Шлагерфестивал“ в Дрезден, „Трета награда“ на „Интерталант“ в Прага, Голямата награда „Златният Орфей“ и др.
Завършва Музикалния факултет на Българската държавна консерватория през 1990 г. в класа на Констанца Вачкова. От 1989 г. е солист на Пловдивската опера.
Има постоянни ангажименти във „Фридрихщатпалас“ в Берлин, Германия от 1994 г. Изпълнява теноровите партии в много италиански опери: „Травиата“, „Трубадур“, „Аида“, „Риголето“ и „Отело“ от Джузепе Верди, „Бохеми“ и „Мадам Бътерфлай“ от Джакомо Пучини и др. По това време поддържа своята популярност в България главно чрез дуета си с Кристина Димитрова, с който има издадени няколко албума.
Осъществява концертни турнета в СССР, ГДР, Австрия, Италия, Испания, Унгария, Чехословакия и др.
През 2010 г. участва във филма „Мисия Лондон“ като Президентът, един от главните герои. Орлин Горанов е ангажиран и с обществена дейност. През 2009 г. става член на Ордена на рицарите-тамплиери.
През 2017 г. започва концертно турне „Обичам българската музика“ заедно със своята колежка Маргарита Хранова, под съпровода на Плевенската филхармония и Държавна опера – Бургас. Идеята и сценария е на Юлия Манукян, както и Левон Манукян (диригент), Даниел Желев (ударни) и Иво Дуков (пиано). Те реализират над 50 концерта в цялата страна.
Музика за него са писали Зорница Попова, Тончо Русев, Морис Аладжем, Мария Нейкова, Стефан Диомов, Александър Йосифов, Александър Бръзицов, Кристиян Бояджиев, Вили Казасян, Иван Пеев, Атанас Косев и много други.
От 7 септември 2020 г. до 12 юли 2024 г. е водещ на телевизионната викторина „Последният печели“, излъчваща се по БНТ 1.
През 2021 година участва в инициативния комитет, издигнал кандидатурата на Румен Радев за втори мандат като президент.