Pour la manche inaugurale de la saison 2019, il termine septième et inscrit ses premiers points pour l'écurie. À Bahreïn, il abandonne pour la première fois. Après quatre courses hors des points, il finit septième du Grand Prix du Canada et remonte à la treizième place du championnat. En France, il franchit la ligne d'arrivée neuvième mais gagne une place grâce à une pénalité infligée à son coéquipier. En Grande-Bretagne, en difficulté pendant tout le weekend, Hülkenberg se classe dixième. Lors de son Grand Prix national, en passe de monter sur son premier podium, il abandonne après une sortie de piste. Le , Renault F1 Team, annonce qu'il ne sera pas prolongé, l'écurie recrutant le pilote français Esteban Ocon à partir de 2020. En Italie, il obtient son meilleur résultat de la saison grâce à une cinquième place. Quinzième des qualifications au Grand Prix du Japon, il profite des déconvenues de ses adversaires pour terminer dixième mais est disqualifié pour système de freinage non conforme. Aux États-Unis, Hülkenberg termine neuvième. Au Brésil, après une course à rebondissement, il termine quinzième avec cinq secondes de pénalité pour avoir effectué un dépassement avant une relance de course. Pour sa dernière course en Formule 1, à Abou Dabi, il termine douzième et se classe quatorzième du championnat, avec 37 points.