Após uma sequência de lesões, o jogador não queria permanecer no Bayer Leverkusen. Com isso, o Timão adquiriu por cerca de 9,5 milhões de reais.
O meio-campista estreou com a camisa do Timão no dia 27 de janeiro de 2013. No duelo, deu uma assistência para Romarinho.
No dia 16 de março, Renato Augusto balançou as redes pela primeira vez. Com uma cavadinha, o meio-campista fechou a vitória por 3x0 do Yimão.
Onde teve a primeira oportunidade de vencer título pelo Timão, o jogador não pôde estar por conta de uma lesão, no Paulistão de 2013.
Já no segundo título, o jogador esteve em campo e foi extremamente decisivo. Com um grandíssimo gol de cobertura em Rogério Ceni, na Recopa Sul-Americana.
Com uma bela simbolização, Renato Augusto teve que atuar, mesmo que por pouco tempo, com máscara de proteção. Porém, o jogador não durou muito por alegar que atrapalhava.
Em 2014, as lesões voltaram a atormentar o jogador. O atleta não disputou muitas partidas na temporada do ano e teve que passar por artroscopia.
Em 2015, viveu a melhor fase de sua carreira. Conquistou o Brasileirão sendo protagonista e deixou as lesões de lado.
Em 2016, o jogador deixou o Corinthians e rumou para a China. O atleta obteve uma proposta irrecusável e se foi para o país.
Em 2021, voltou para o Corinthians e voltou a ser um dos principais jogadores da equipe paulista, por onde obteve grande história.
Em 2022, quase conquistou a Copa do Brasil. O Corinthians chegou até os pênaltis no confronto, mas acabou derrotado da mesma forma.