Renée nació en Katy, Texas. Su padre, Emil Zellweger, era un ingeniero de origen suizo y su madre, Kjellfried, de origen noruego, había sido enfermera. Tiene un hermano mayor llamado Andrew.

Estudió en la escuela secundaria de Katy dónde era animadora de fútbol americano y actriz en muchas representaciones del club de teatro. En su tiempo libre practicaba gimnasia con la ilusión de participar en unos juegos olímpicos, aunque a los 19 años se dio cuenta de que eso nunca ocurriría.

Empezó a interesarse por el teatro en la escuela, allá en su Texas natal. Durante toda la juventud compaginó esta afición con sus estudios.

En 1987 se fue a vivir a Austin para estudiar en la universidad de Texas. Mientras tanto se ganaba la vida como camarera en el Sugars, un famoso bar de topless de Austin, aunque ella no era de las chicas que trabajaba en topless. En su primer año en Austin vivió en una residencia de estudiantes en el Dobie Mall, transladándose posteriormente a un piso.

Para cursar la parte de arte de sus estudios Renée optó por una clase de teatro aunque como ella dice: "Escogí esa clase porque encajaba perfectamente en mi horario", "así la cogí, y entonces recordé que me gustaba actuar, que no era sólo una parte de mi adolescencia, que era una parte de mi". Actuó en varias representaciones de la escuela y empezaron los viajes a Dallas en su Honda Accord roja para pruebas de películas. Consiguió trabajo en unos anuncios locales para las compañías de cerveza y los restaurantes de cómida rápida.

Tras graduarse, con excelentes calificaciones por la Universidad de Texas en lengua inglesa, decidió seguir con su carrera artística. Eso sí, prefirió quedarse en Texas antes que desplazarse a la glamourosa Hollywood.

Realizó minúsculos papeles en "My boyfriends back", "Dazed and confused", "8 seconds" y algunas películas dirigidas al mercado televisivo. En "Dazed and confused" también se vieron actores que en la actualidad son muy conocidos como Ben Affleck, Milla Jovovich, Matthew McConaughey o Adam Goldberg. Se la puede ver en la fiesta del parque varias veces, aunque se la advierte claramente sentada en la cabina de un camión verde vertiendo cerveza en los labios de Parker Posey.

De esa primera época son filmes como "Reality Bites" (1994) o una de las secuelas de la mítica saga de terror "La Matanza de Texas", "The Return of the Texas Chainsaw Massacre" (1994).

Renee continuó trabajando en el Sugars e hizo más anuncios hasta que decidió mudarse a California. Era el año 1993. Se instaló en un pequeño apartamento en West Hollywood con su querido y fiel perro, Woof. Una vez en Los Ángeles, Renée firmó con la compañía de representantes Gallin-Morey & Associates (Beverly Hills), teniendo como representante a John Carrabino. También firmó con la United Taled Agency (Beverly Hills) con Nick Stevens como agente.

Su papel en "Whole wide world" de 1996 sería el predecesor de su gran revelación. Esta interpretación recibió el reconocimiento de la crítica y del público en el Festival de Sundance, y le valió el premio a la Mejor Actriz en el Festival de Cine de Mar de Plata y una nominación al premio Espíritu Independiente.

"Jerry Maguire" en el año 1996 junto a Tom Cruise la lanzó al estrellato. El director Cameron Crowe estaba considerando actrices como Cameron Diaz, Bridget Fonda, Winona Ryder o Marisa Tomei para el papel, pero al hacerle el casting a Zellweger quedó impresionado. La vulnerable interpretación de Renée Zellweger como pareja de Tom Cruise en "Jerry Maguire" entusiasmó a los críticos y al público y le valió varios galardones. Por este trabajo el "National Board of Review" la eligió Mejor Actriz Revelación de 1996, ganó el premio Blockbuster a la Mejor Actriz de Reparto en una comedia y fue nominada al Premio SAG.

Según Crowe, el atractivo de Renée consiste en que es simplemente Renée, muy original y directa. Cuando le dije "Has conseguido el papel", se quedó callada un momento y luego contestó ¿Qué te hace pensar que lo quiero?.

Después Renée hizo una serie de pequeñas películas independientes, y cuando se sintió segura de nuevo volvió a las peliculas hollywoodienses de grandes presupuestos. Protagonizó junto a Meryl Streep en "Cosas que importan" (1998).

Luego filmó con Jim Carrey la película "Yo, yo mismo e Irene". Conocida fue su relación con este actor con quién duró varios años, sin embargo poco antes de casarse decidieron romper. Otro novio de Renée fue el director Josh Pate. También se le relacionó con el actor George Clooney.

Durante el 2000 apareció en el film "Persiguiendo a Betty", comedia de Neil LaBute, papel que la hizo ganadora de un Globo de Oro por mejor Actriz en Comedia Musical.

Su rol en "El diario de Bridget Jones" (2001), le valió la nominación a los premios Oscar del 2002 como mejor actriz y al Globo de Oro y con esta película de Sharon Maguire alcanzó el estatus de estrella.

Protagonizó el drama "La flor del mal" (2002), en el que aparece junto a Michelle Pfeiffer y Robin Wright Penn. En 2002 vuelve a ser nominada a los Oscar como mejor actriz por su papel en el musical "Chicago", de Rob Marshall, en el que además de interpretar demuestra sus dotes para el baile y la canción.

Renée se mostró muy sorprendida por la habilidad de Catherine Zeta-Jones, su compañera de elenco en la versión cinematográfica de la famosa obra de Broadway Chicago, para bajar elevadas escaleras con tacones altos. Zellweger admitió haberse sentido "como un ratoncito" el primer día en el set de rodaje, cuando vió a Catherine Zeta-Jones ensayando los pasos de la canción de apertura, "All That Jazz". "Me sentí como atontada, enmudecí durante 30 minutos. Me quedé sentada en una esquina, pasmada, observando", dijo. Zellweger también reveló que Catherine le enseñó cómo bailar en la película, incluyendo el descenso por las empinadas escaleras. "Ahora siento un recién descubierto respeto por cada una de las participantes en los concursos de belleza que ha bajado alguna vez una escalera con tacones y sin mirar al suelo. Yo logré llegar al final de esas escaleras por la gracia de Dios".

Zellweger es lo más anti-Hollywood que existe en la actualidad. La actriz vive de forma modesta, lleva a su perro a todas partes y guarda una pelota de baloncesto en el baúl de su auto, en el caso de que se cruce con la posibilidad de jugar un partido.

La actriz no oculta su fuerte acento texano y no se desilusiona cuando la gente no la reconoce en público. "A veces uno espera cierta atención, pero últimamente estoy recibiendo más de la que necesito", comentó.

Su tercera nominación al Oscar fue por su interpretación de Ruby Thewes en el drama "Cold Mountain" (2003), una actuación que demostró la gran versatilidad de Zellweger.

También intervino en "Abajo el amor" (2003) y dando voz a un pez en la película de animación "El Espantatiburones" (2004). También en el 2004 volvió a encarnar por segunda vez a la soltera inglesa en "Bridget Jones: Sobreviviré", que le dio otra nominación a los Globos de Oro; y en 2005 la vimos en el drama americano "Cinderella Man: El hombre que no se dejó tumbar", dirigida por Ron Howard y donde trabajó junto a Russell Crowe...