Alla fine degli anni 1860, attraverso la pratica di dipingere luce e acqua en plein air (all'aria aperta), lui e il suo amico Claude Monet scoprirono che il colore delle ombre non è marrone o nero, ma il colore riflesso degli oggetti che li circondano, un effetto oggi noto come riflessione diffusa. Esistono diverse coppie di dipinti in cui Renoir e Monet, lavorando fianco a fianco, hanno raffigurato le stesse scene (La Grenouillère, 1869).
Renoir sperimentò la sua prima acclamazione quando sei dei suoi dipinti furono appesi alla prima mostra impressionista nel 1874. Nello stesso anno, due delle sue opere furono esposte con Paul Durand-Ruel a Londra.
Una delle opere impressioniste più conosciute è il Ballo al Moulin de la Galette (Bal du moulin de la Galette) di Renoir del 1876. Il dipinto raffigura una scena all'aperto, affollata di gente, in un popolare giardino da ballo sulla Butte Montmartre, vicino a dove viveva. Le opere della sua prima maturità erano istantanee tipicamente impressioniste della vita reale, piene di colore e luce scintillante.
Un viaggio in Italia nel 1881, quando vide opere di Raffaello e di altri maestri rinascimentali, lo convinse che era sulla strada sbagliata. Per i prossimi anni dipinse in uno stile più severo, classico. Dopo il 1890, tuttavia, cambiò di nuovo direzione, tornando a un colore sottile spazzolato per dissolvere i contorni come nel suo lavoro precedente. Da questo periodo in poi si concentrò su nudi e scene domestiche.
Artista prolifico, realizzò diverse migliaia di dipinti. La calda sensualità dello stile di Renoir ha reso i suoi dipinti alcune delle opere più conosciute e riprodotte nella storia dell'arte. La più grande collezione delle sue opere - 81 dipinti in tutto - si trova alla Barnes Foundation, vicino a Filadelfia, in Pennsylvania.
Nel 1890, sposa Aline Victorine Charigot. Lei, con alcuni amici dell'artista, era stata una modella per Le Déjeuner des canotiers (Pranzo dei canottieri, 1881). Hanno già avuto un figlio, Pierre, nel 1885. Dopo il suo matrimonio, Renoir dipinse molte scene di sua moglie e della vita quotidiana della famiglia, compresi i loro figli e la loro infermiera, la cugina di Aline. I Renoir ebbero tre figli, uno dei quali, Jean, divenne un regista cinematografico di rilievo e un altro, Pierre, divenne un attore teatrale e cinematografico.