Джереми Реннер родился 7 января 1971 года в Модесто, штат Калифорния. Он был старшим из семи детей в семье Вэлери Керли и Ли Реннера. По матери у него ирландские корни, а по отцу — немецкие.
Образование Джереми получал в Высшей школе Фреда Бейера и Младшем колледже Модесто. В колледже посещал актёрский класс вместе с актёром Дэвидом Борианазом.
Карьеру актёра Джереми начинал с ролей антигероев — вампир из восемнадцатого столетия, вооружённый алкоголик, серийный убийца. В 2000-х годах в основном исполнял второстепенные роли — «S.W.A.T. Спецназ города Ангелов», «Цыпочки», «Северная страна». Отклонил предложение сниматься в фильме «Большая кража» в пользу роли Брайна Гэмбла в «S.W.A.T. Спецназ города Ангелов»; сломал руку во время тренировок по боксу для этого фильма.
Внимание критиков ему удалось привлечь после выхода фильмов «Палач Дамер» и «Нео Нед». Известность и признание ему принёс оскароносный военный триллер «Повелитель бури», за главную роль в котором Джереми был номинирован на премию «Оскар» в категории «Лучший актёр».
Снялся в роли шерифа в клипе на песню P!nk «Trouble».
В 2011 году последовала вторая номинация на «Оскар» в категории «Лучшая мужская роль второго плана» за роль Джема в фильме Бена Аффлека «Город воров». В том же году вышел фильм «Тор», в котором Реннер сыграл эпизодическую роль супергероя Соколиного глаза. Затем он повторил эту роль в фильме «Мстители», теперь уже как один из главных героев. Так же в 2011 году вышел фильм «Миссия невыполнима: Протокол Фантом» в котором Джереми тоже сыграл одну из главных ролей.
В 2012 году в прокат вышел боевик «Эволюция Борна», в котором Реннер исполнил роль суперагента Аарона Кросса. 17 января 2013 года вышел фильм «Охотники на ведьм», где актёр исполнил роль Ганзеля.
В 2016 году сыграл роль астрофизика Иэна в научно-фантастическом фильме «Прибытие», который получил 8 номинаций на «Оскар».