Родился 11 января 1975 г. во Флоренции.
В 1999 г. окончил юридический факультет Флорентийского университета, защитив дипломную работу на тему "Флоренция 1951—1956: первый опыт мэра Флоренции Джорджо Ла Пира".
В юности был вожатым скаутского отряда, редактировал скаутский журнал "Давайте идти вместе". В студенческие годы участвовал в организации "комитетов Проди", положивших в 1995 г. начало движению "Оливковое дерево".
В 1996 г. вступил в христианско-демократическую Итальянскую народную партию (ИНП), возглавлял ее молодежное отделение во Флоренции. В 1999 г., в возрасте 24-х лет, стал руководителем Флорентийского отделения ИНП. В 2001 г., после преобразования ИНП в партию "Маргаритка: Демократия — это свобода", руководил ее отделением во Флоренции.
В результате победы (58,8%) на выборах 2004 г., в ходе которых он выступал кандидатом от лево-центристской коалиции, стал президентом провинции Флоренция - самым молодым в Италии. Выполняя свои предвыборные обязательства, снизил налоги, сократил аппарат, увеличил инвестиции в культуру и охрану среды.
В 2007 г. стал членом левоцентристской Демократической партии (ДП), в состав которой вошла партия "Маргаритка". Как кандидат от ДП в июне 2009 г. он выиграл (59,9%) местные выборы и занял пост мэра города Флоренция (до марта 2014 г.).
В ноябре 2010 г. Ренци выступил с заявлением о необходимости радикального обновления Демократической партии, возглавив акцию "Следующая остановка: Италия", основным требованием которой стала смена поколений в руководстве Демократической партии.
8 декабря 2013 г. он был избран генеральным секретарем ДП (67,5%), 15 декабря - утвержден на этот пост.
В начале 2014 г., в связи с наметившимся политическим кризисом в Италии и отставкой премьера Энрико Летты (14 февраля), в руководстве Демократической партии появились предложения о необходимости сформировать правительство в новой политической конфигурации во главе с Маттео Ренци. 13 февраля 2014 г. он представил свою программу действий и выиграл партийные выборы (за него проголосовали 136 членов правления), став кандидатом ДП на пост главы правительства.
17 февраля 2014 г. президент страны Джорджо Наполитано вручил ему мандат на формирование кабинета, а 22 февраля новое правительство было приведено к присяге. Ренци стал самым молодым премьером в итальянской истории, побив рекорд Бенито Мусолини (был старше на два месяца).
Ренци заявил о намеренности завершить конституционную реформу, принять меры по сокращению безработицы, провести реформы структур государственного управления и налоговой системы. В соответствии с его расчетами стабильное правительство реформ должно было удержаться у власти до 2018 г. Многие итальянские СМИ отметили сходство Ренци с Берлускони, когда тот начинал политическую карьеру. По мнению наблюдателей, политиков объединяет стремление к власти, гибкий подход к политическим вопросам, самопрезентация в СМИ, оба называют себя сторонниками модернизации Италии.
5 декабря 2016 г. Ренци подал прошение об отставке с поста председателя Совета министров Италии. Поводом стали результаты референдума 4 декабря 2016 г., по итогам которого 59,11% итальянцев проголосовали против предложенной правительством Ренци конституционной реформы, составлявшей основу его программы. В тот же день президент Италии Серджо Маттарелла предложил Ренци отложить отставку до принятия бюджета страны на 2017 г.
7 декабря президент принял отставку премьера. Ренци исполнял обязанности главы правительства до 11 декабря, когда подошли к концу консультации президента со спикерами обеих палат парламента Италии, а также с делегациями основных партий страны по вопросу о новой кандидатуре на пост премьера.
19 февраля 2017 г. Маттео Ренци подал в отставку с поста генсека правящей Демократической партии. 30 апреля он вновь одержал победу на прямых выборах лидера ДП, получив поддержку 70% избирателей, 7 мая был утвержден на этот пост. 4 марта 2018 г. в Италии прошли парламентские выборы, на которых партия показала худший результат за все время - ее поддержали около 23% избирателей (третье место после правоцентристской коалиции с 37% и "Движения "5 звезд" с 32 %). 12 марта 2018 г. Ренци покинул пост генерального секретаря ДП. В сентябре 2019 г. Ренци заявил о выходе из ДП и создании новой центристской партии "Живая Италия".
С 2018 г. представляет Флоренцию в качестве сенатора Итальянской Республики.
С августа 2021 г. Ренци является членом совета директоров российской компании «Делимобиль», которая ранее заявила о подаче документов для проведения IPO на Нью-Йоркской фондовой бирже.
Женат, супруга - Аньезе Ландини (учитель). Дети - Франческо, Эмануэле, Эстер.
Футбольный болельщик, поддерживает клуб "Фиорентина" из г. Флоренция.