Dne 7. října 2009 podepsal Robert Kubica smlouvu s týmem Renault, jeho týmovým kolegou se stal nováček Vitalij Petrov. Už ve druhém závodě v Austrálii skončil na druhém místě. V sezóně pravidelně sbíral body. V Monaku a v Belgii skončil na pódiovém třetím místě. V sezóně skončil celkově na 8. místě se ziskem 136 bodů.