Рено Лавиллени родился 18 сентября 1986 года в французском городе Барбезьё-Сен-Илер в семье прыгуна с шестом Жиля Лавиллени.

Когда Рено исполнилось семь лет, отец начал прививать ему любовь к спорту, тренируя его в беге с барьерами. Не добившись от сына высоких результатов, Жиль начал заниматься с ним в прыжках с шестом.

В 2001 году Рено переняв опыт отца в прыжках с шестом начал заниматься у другого тренера.

Поначалу результаты Рено не впечатляли, но с каждым годом тренировок он прыгал все выше и выше. Так в 2003 году, его лучшим результатом была высота 4,30 м, в 2004 году - 4,60 м, а в 2005 году он сумел поднять планку до 4,70 м.

В 2008 году Рено значительно улучшил свои результаты, на турнире в Лиможе он прыгнул на высоту 5,65 м, а спустя некоторое время на турнире в закрытом помещении в Париже Лавиллени достиг отметки в 5,70 м.

В том же 2008 году с результатом 5,6о м Рено завоевал серебро Европейского Кубка Наций.

В конце 2008 года на турнире в Ольне-су-Буа Рено Лавиллени достиг высоты в 5,81 м.

Весной 2009 года на Чемпионате Европы в помещении в Турине французский прыгун с результатом 5,81 м выигрывает свой первый международный титул.

15 июня того же года Лавиллени берет высоту в 5,96 м, что становится вторым показателем в истории Франции на открытом воздухе. Спустя неделю на европейском командном чемпионате в Португалии Рено Лавиллени перепрыгивает высоту в 6,01 м.

В том же 2009 году с результатом в 5,80 м Рено занимает третье место на чемпионате мира в Берлине.

В 2011 году Рено завоевал бронзу на чемпионате мира в Тэгу, сумев пригнуть на высоту 5,85 м.

В том же году на чемпионате Европы 2011 года в помещениях Лавиллени достигает высоты 6,03 м, но по итогам соревнования становиться лишь третьим.

В 2012 году Рено выигрывает чемпионат Европы, достигнув высоты 5,97 м, француз на 5 см опередил ближайшего противника, немецкого спортсмена Бьёрна Отто.

На Олимпийских играх 2012 в Сочи Рено достигает высоты в 5,97 м и становиться золотым призёром. Рено стал третьим французом, выигравшим олимпийское золото в прыжках с шестом после Пьера Кинона (1984) и Жана Гальфьона (1996).

В 2013 году Рено сумел прыгнуть на высоту 6,01 м на чемпионате Европы в Гётеборге в помещении, что принесло ему золотую медаль соревнований.

На чемпионате мира 2013 года в Москве французский прыгун с высотой 5,89 м стал серебреным призером, уступив первое место немцу Рафаэлю Хольцдеппе

15 февраля 2014 года на соревнованиях в Донецке Рено Лавиллени с первой попытки прыгнул на высоту 6,16 м, чем установил мировой рекорд для соревнований в помещении. Прежний рекорд в 6,15 м принадлежал украинскому атлету Сергею Бубке.