Il naît le 15 février 1877 à Paris dans une famille bourgeoise parisienne dont il en est le quatrième enfant sur cinq (deux sœurs et deux frères). Son père, Alfred Renault a construit une solide fortune dans le commerce de tissus et des boutons et sa mère Louise est fille de commerçants aisés.

En 1891 âgé de 14 ans, passionné de mécanique et d’électricité, timide et solitaire, peu bavard, il installe un atelier au fond du jardin de la résidence secondaire familiale à Boulogne-Billancourt près de Paris. Il modifie un vieux moteur Panhard, multiplie les inventions, dessine inlassablement des plans, dépose ses premiers brevets et s’enferme dans sa solitude créative. Sa passion le pousse à négliger ses études. Il passe une grande partie de son temps dans l’atelier ou Léon Serpollet fabrique des moteurs de voiture à vapeur.

Il étudie au lycée Condorcet dans le 9e arrondissement de Paris, abandonne les études qui ne sont pas son fort après le baccalauréat et compte sur son imagination prolifique, son intuition et son pragmatisme.

En 1898, âgé de 21 ans, il construit sa première voiturette en modifiant un tricycle De Dion-Bouton pour y ajouter une quatrième roue, une transmission par cardan, une boîte à 3 vitesses avec la troisième en " prise directe " de son invention, et une marche arrière le tout capable de vitesse de 50 km/h (le cardan a été inventé par le mathématicien Italien Gerolamo Cardano au XVIe siècle).

Le 24 décembre 1898, lors du réveillon de Noël avec ses frères et des amis, il empoche ses 12 premières commandes fermes assorties d’un acompte de soixante louis d’or et décide de devenir constructeur d’automobiles.

Quelques mois plus tard, il dépose le brevet de sa boite de vitesse à " prise directe " à l’origine de sa fortune et adoptée par tout les constructeurs automobiles de l’époque.