René Wolff begann 1987, im Alter von acht Jahren, mit dem Radsport. 1995 und 1996 wurde er Junioren-Weltmeister im Sprint, 1999 Europameister. 2001 holte er sich den deutschen Meistertitel im Keirin. 2003 wurde er dreifacher deutscher Meister im Sprint, Keirin und im Olympischen Sprint und holte Sprint-Bronze bei den Bahn-Radweltmeisterschaften in Stuttgart. Bei den Olympischen Sommerspielen 2004 in Athen errang Wolff Gold im Teamsprint und Bronze im Sprint. 2005 gewann er als fünfter Deutscher überhaupt bei den Bahn-Weltmeisterschaften in Los Angeles die Goldmedaille im Sprint.