Wyczyn ten zaowocował również 12 zamówieniami na auta.
Louis dostrzegł potencjał rozwijającego się rynku motoryzacyjnego i w 1899 wspólnie z braćmi Marcelem i Fernandem założył firmę Renault Frères. Początkowo finansami i administracją zajmowali się jego bracia, ale po śmierci Marcela w 1903 i odejściu w 1908 Fernanda (z powodów zdrowotnych) Loius przejął całkowitą kontrolę nad firmą.
Przez następne czterdzieści lat Louis zarządzał firmą Renault zapewniając jej gwałtowną ekspansję. Louis Renault wprowadził do swoich aut wiele innowacji, z których większość używana jest po dziś dzień, m.in. turbosprężarkę, hydrauliczne amortyzatory, hamulce bębnowe, wtrysk paliwa, taksometr. Po I wojnie światowej został odznaczony Krzyżem Wielkim Legii Honorowej za projekty dla wojska, szczególnie za rewolucyjny czołg Renault FT-17.
Podczas II wojny światowej Renault, podobnie jak inne francuskie firmy, był nadzorowany przez nazistów. Po wyzwoleniu Louis Renault został aresztowany we wrześniu 1944 roku pod zarzutem kolaboracji z Niemcami, a jego majątek został znacjonalizowany. Miesiąc później zmarł w niewyjaśnionych okolicznościach, oczekując na proces w więzieniu Fresnes.