El 18 de agosto de 2019, Renan Lodi debutó en el arranque de la Primera División de España 2019-20 frente al Getafe. Aunque fue titular y su equipo venció por 1-0 en el Estadio Metropolitano, se fue expulsado por doble amarilla antes del entretiempo. Pese a ello, rápidamente se convirtió en el lateral izquierdo titular de los "colchoneros". El 18 de septiembre se estrenó en la Liga de Campeones de la UEFA frente a Juventus de Turín de Italia y el 23 de noviembre marcó su primer gol con Atlético en el empate 1-1 frente a Granada por la liga española.