Aan het eind van de jaren 1860 ontdekten hij en zijn vriend Claude Monet, door en plein air (in de open lucht) licht en water te schilderen, dat de kleur van schaduwen niet bruin of zwart is, maar de weerkaatste kleur van de hen omringende voorwerpen, een effect dat tegenwoordig bekend staat als diffuse reflectie. Er bestaan verschillende paren schilderijen waarin Renoir en Monet, zij aan zij werkend, dezelfde scènes hebben afgebeeld (La Grenouillère, 1869).
Renoir kreeg zijn eerste bekendheid toen zes van zijn schilderijen op de eerste Impressionistische tentoonstelling in 1874 hingen. In datzelfde jaar werden twee van zijn werken samen met Paul Durand-Ruel in Londen tentoongesteld.
Een van de bekendste impressionistische werken is Renoirs Dance at Le Moulin de la Galette uit 1876 (Bal du moulin de la Galette). Het schilderij toont een scène in de open lucht, vol met mensen, in een populaire danstuin op de Butte Montmartre, dicht bij waar hij woonde. De werken uit zijn vroege rijpheid waren typisch impressionistische momentopnamen van het echte leven, vol sprankelende kleur en licht.
Een reis naar Italië in 1881, toen hij werken van Rafaël en andere Renaissance meesters zag, overtuigde hem ervan dat hij op de verkeerde weg was. De volgende jaren schilderde hij in een strengere, klassieke stijl. Na 1890 veranderde hij echter weer van richting, en keerde terug naar dun geborstelde kleur om contouren op te lossen, zoals in zijn vroegere werk. Vanaf deze periode concentreerde hij zich op naakten en huiselijke taferelen.
Hij was een productief kunstenaar en maakte enkele duizenden schilderijen. De warme sensualiteit van Renoirs stijl maakte van zijn schilderijen enkele van de bekendste en meest gereproduceerde werken in de kunstgeschiedenis. De grootste verzameling van zijn werken - 81 schilderijen in totaal - bevindt zich in de Barnes Foundation, bij Philadelphia, Pennsylvania.
In 1890 trouwde hij met Aline Victorine Charigot. Zij had, samen met een aantal vrienden van de kunstenaar, model gestaan voor Le Déjeuner des canotiers (Het middagmaal van de schippers, 1881). Zij kregen in 1885 al een kind, Pierre. Na zijn huwelijk schilderde Renoir veel taferelen van zijn vrouw en het dagelijkse gezinsleven, waaronder hun kinderen en hun kindermeisje, de nicht van Aline. De Renoirs kregen drie zonen, van wie er een, Jean, een belangrijk filmregisseur werd en een andere, Pierre, toneel- en filmacteur.