W 2008 otrzymał rolę w filmie "The Hurt Locker. W pułapce wojny" w reżyserii Kathryn Bigelow. W obrazie opowiadającym o służbie żołnierzy w będącym w stanie wojny Iraku, wcielił się w postać starszego sierżanta Williama Jamesa. Za rolę Renner otrzymał nominację do nagrody Independent Spirit Awards i nagrody Gildii Aktorów Filmowych dla najlepszego aktora pierwszoplanowego. Zdobył nagrodę Satelitę dla najlepszego aktora w filmie dramatycznym.