Gimė Ketyje, Teksase. Jos tėvas Emil Erich Zellweger – inžinierius mechanikas – kilęs iš Šveicarijos, mama – Kjellfried Irene norvegų-finų kilmės; dirbo akušere ir guvernante. Renée turi vyresnį brolį, jo vardas Andrew.

Renée susidomėjo aktoryste dar vidurinėje mokykloje, kur dalyvavo teatro užsiėmimuose. Studijų metu Teksaso universitete Ostine ji mokėsi ir aktorystes. Kine debiutavo 1992 m. filme „A Taste of Killing“ kartu su aktoriumi Jasonu Batemanu. Ji tapo žinoma suvaidinusi filme „Kruvinosios skerdynės Teksase: Kita karta“, po dvejų metų režisierius Cameron Crove pasiūlė Renée vaidmenį filme „Džeris Magvairas“ su Tomu Kruzu.

Vėliau Renée suvaidino filme „Aš, kitas aš ir Irena“, bei filme „Seselė Betė“. Už šį vaidmenį ji gavo Auksinio gaublio apdovanojimą. Tačiau tikroji šlovė atėjo jai suvaidinus pagrindinį vaidmenį filme „Bridžitos Džouns dienoraštis“. Su aktorės suvaidintu personažu identifikavosi tūkstančiai moterų visame pasaulyje. Už šį vaidmenį Zellweger gavo pirmąją Oskaro nominaciją.

Vėliau sekė filmas „Čikaga“, kuris buvo nominuotas Oskarui 13 kategorijų. Po metų, 2004 m., Renée apdovanojama Oskaru kaip geriausia antro plano aktorė už vaidmenį dramoje „Šaltasis kalnas“.