Fille de René Faure, directeur de l'hôpital Lariboisière de Paris, Renée Faure suit une scolarité brillante à la Maison de la Légion d'Honneur de Saint-Denis, et devient la plus jeune bachelière de sa promotion. Elève de René Simon et d'André Brunot, cette passionnée de théâtre réussit le concours d'entrée à la Comédie-Française, qu'elle intègre comme pensionnaire le 15 juillet 1937, avant d'être nommée sociétaire le 1er janvier 1942. Elle se produit alors dans les grandes pièces du répertoire, excellant particulièrement dans le théâtre de Marivaux et Musset. Elle quitte la vénérable institution le 30 décembre 1964. Quelques semaines plus tard, le 1er janvier 1965, la Maison de Molière lui rend hommage, l'élevant au rang de sociétaire honoraire.

En 1941, Renée Faure entame sa carrière au cinéma dans L'Assassinat du Pere Noël de Christian-Jaque, le premier film français produit par la firme allemand Continental. En 1947, elle épousera le réalisateur qui dirigea ses premiers pas devant la caméra. Avec les années, le couple se retrouvera encore à trois reprises, avec Sortileges, La Chartreuse de Parme et Adorables créatures. Pour ses débuts, la jeune comédienne campe la fille d'Harry Baur et révèle une personnalité singulière où la douceur le dispute à la grâce. Ses prestations suivantes confirment les qualités de l'interprète, qui passe rapidement des rôles angéliques (Sortileges) à ceux, autrement plus ambigus, de femmes de passion (François Villon, Bel Ami, Torrents).

Vedette du cinéma des années 40 et 50, Renée Faure partage l'affiche des stars de l'époque, jouant notamment par trois fois avec Jean Gabin (Le Président). La décennie suivante voit la comédienne se consacrer à la télévision et au théâtre. Connue du grand public à travers des séries à succès comme "Les Grandes familles" ou "Maigret", l'actrice n'apparaît plus que de loin en loin sur le grand écran, jouant de sa voix grave et de son allure gracile dans Le Juge et l'Assassin de Bertrand Tavernier, aux côtés de Philippe Noiret et Michel Galabru. En 1988, Claude Miller la distribue dans le rôle de la matriarche de La Petite Voleuse, face à la jeune Charlotte Gainsbourg. Dans les années 90, Renée Faure ralentit son activité, les cinéphiles l'apprécient encore dans le jovial A la vitesse d'un cheval au galop et le sombre L'Inconnu dans la maison, remake du film réalisé par Henri Decoin en 1941, l'année des débuts de la comédienne au cinéma.