Yves Rénier naît à Berne en Suisse d'un père français et d'une mère anglaise.

Il débute 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 un role de vedette dans Belphegor de claude Barma, une série en quatre épisode qui a en 1965 un retentissement national. Il s'essaiera ensuite à la chanson dans les années 70-80 avec Boris Bergman dans PCV.

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 fut 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 guest stars 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 2006.

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).

En 2005, Yves Rénier apparaît également 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 3 amis, de Michel Boujenah qu'Yves Rénier renoue avec le cinéma, accompagné de Kad Merad et Mathilde Seigner. Jusqu'à la fin 2008, Yves Rénier réalise la fiction Kalach avec Gérard Lanvin et Gérard Depardieu dont le tournage se déroule en France et en Thaïlande.