Né de Max Régnier, acteur français, et de mère anglaise, Yves Rénier commence sa carrière cinématographique en 1961 dans Le Comte de Monte-Cristo.

Après cette première expérience, sa carrière ne démarre pas en flèche et il enchaîne péniblement quatre films dont un de Jean-Pierre Mocky.

Mais il tient le rôle vedette dans Belphégor de Claude Barma, série en quatre épisodes qui a, en 1965, un retentissement national. Pour la télévision, il fait également une apparition dans Les Cinq dernières minutes et joue le personnage de Lucien de Rubempré dans Les Illusions perdues à la télévision.

Les téléspectateurs le retrouvent ensuite dans la série télévisée Les Globe-trotters avec Edward Meeks en 1966, ces deux aventuriers qui feront le tour du monde avec leurs seules économies.

C'est véritablement son personnage du Commissaire Moulin qui lui offre la notoriété. Créée en 1976 par Paul Andréota et Claude Boissol, la série télévisée est tout d'abord interrompue en 1982, puis reprise en 1989 par Yves Rénier lui-même et Georges Moréas, auteur de romans policiers. La série accueille notamment de nombreuses personnalités célèbres comme Johnny Hallyday ou Véronique Jannot. L'acteur y écrit une dizaine de scénarios et se lance dans la réalisation. La série prend fin en 2008.

Yves Rénier alterne en parallèle quelques rôles au cinéma, notamment avec Bertrand Blier en 1990, Jean-Marie Poiré en 1995 ou encore Jean-Jacques Beineix en 2000.

Moins connu pour ses doublages voix, il s'est pourtant illustré en faisant le doublage français de Burt Reynolds, Chuck Norris, Paul Hogan, Tommy Lee Jones ou encore le personnage de Rick Hunter (Fred Dryer).

Il s'essaie à la chanson dans les années 1980 avec Boris Bergman dans PCV.

En 2005, Yves Rénier apparaît dans le feuilleton estival Dolmen aux côtés d'Ingrid Chauvin, qu'il retrouve l'année suivante pour un téléfilm, Le Monsieur d'en face.

En 2007, c'est dans le film Trois amis de Michel Boujenah qu'Yves Rénier renoue avec le cinéma, accompagné de Kad Merad et Mathilde Seigner. En 2008, Yves Rénier a comme projet la réalisation de la fiction Kalach avec Gérard Lanvin et Gérard Depardieu. Le film est annulé.

En 2018, il réalise le téléfilm dramatique Jacqueline Sauvage: C'était lui ou moi qui s’inspire de l’Affaire Jacqueline Sauvage et met en vedette la comédienne Muriel Robin.

Il a quatre enfants : Samantha (actrice), née le 3 décembre 1974, avec Virginie ; Lola (chanteuse), née le 15 décembre 1986, avec Hélène Zidi ; Jules, né le 4 octobre 1997, et Oscar né le 10 mai 2000, avec Karine.