Рената Муратовна Литвинова родилась 12 января 1967 года в семье столичных врачей. Хотя родители и были далеки от индустрии кино и театра, мать Ренаты смогла привить дочери любовь к искусству. Родители будущей актрисы разошлись, когда ей был лишь год, и в будущем воспитание дочери легло на плечи ее мамы.
Будучи ребенком, Рената училась в музыкальной школе при консерватории им. П.И. Чайковского по классу фортепиано, а параллельно с этим занималась легкой атлетикой, хотя особыми навыками для этого не обладала. Вообще школьные годы Литвинова вспоминает с неприязнью, потому что она подвергалась насмешкам со стороны сверстников из-за своих специфических взглядов на мир. Поэтому большую часть времени она проводила в окружении книг из домашней библиотеки – тогда она прониклась любовью к литературе Гоголя.
Литвинова быстро привлекла к себе внимание профессионалов киноиндустрии, причем еще до того, как сделала что-то существенное. Случилось это благодаря ее характерной манере говорить и жестикулировать – этого оказалось достаточно, чтобы ее запомнили. В 1991 году о Ренате всерьез заговорили как о сценаристе после выхода фильма «Нелюбовь» Валерия Рубинчика.
Актерская карьеры Литвиновой началась благодаря украинскому режиссеру Кире Муратовой, которая давно хотела поработать с молодой сценаристкой после того, как в 1980-х годах столкнулась с дипломной работой Литвиновой «Принципиальный и жалостливый взгляд», по которой сама хотела снять фильм. Рената, прежде не рассматривавшая актерскую карьеру как подходящую для себя из-за уверенности в собственной нефотогеничности, изменила решение после знакомства с Муратовой.
За свою карьеру Рената много снималась и много снимала сама, причем большинство ее работ положительно принимались как критиками, так и аудиторией. Литвинова чаще проявляет себя в роли сценариста и все реже снимается в новых картинах. В 2017 году она впервые выступила в роли театрального режиссера и поставила пьесу собственного сочинения «Северный ветер» на сцене МХТ имени Чехова, которая спустя четыре года стала фильмом.
Личная жизнь Литвиновой скрыта от посторонних глаз, она не любит ее обсуждать. Известно только, что у нее за плечами есть два брака и ребенок, родившийся во втором из них.