フランスの多くの自動車会社の例に漏れず、ルノーも古くから技術的、デザイン的なチャレンジに対して積極的である。1962年に発表されたリアエンジンの小型車「8」には、大量生産車として世界初の4輪ディスク・ブレーキを採用するなど、当時の最新技術を惜しげなく導入し高い評価を受けた。その後1965年に発売された「16」は、世界初のハッチバックスタイルを持つ中型車としてヨーロッパ中でヒットし、1979年までの長きにわたり生産された。1972年に発売されたFF駆動方式のハッチバック小型車である「5」とその後継の「シュペール5」（1985年発売）は、その先進的なデザインと高い実用性、経済性が広く受け入れられて、ヨーロッパだけでなく世界中で大ベストセラーとなった。またこのモデルは量産市販車としては最も早い時期に樹脂製の前後バンパーを採用している。1982年にはフエゴに世界で初めて赤外線リモコン操作による施錠装置（キーレスエントリー）を採用している。これは、当時のルノー車はドア用とイグニッション用の2種類のキーを使用しなければならなかったため、その不便を解消する目的で開発されたものである（同時期に、同様の目的でフォード/リンカーンの一部車種にもキーレスエントリーが採用されている。但し、こちらは運転席ドアハンドル付近にあるキーパッドに暗証番号を入力する方式である。）
第二次世界大戦後の復興期における「4CV」の大ヒット以後、ルノーは特に小型車の分野において実績を上げた。1955年2月に死去したピエール・ルフォシュー総裁の後を継いだピエール・ドレフュス総裁指揮の元、「4CV」の系譜を引く「5CVドーフィン」や「8」などのリアエンジン小型車に続いて1960年代以降は「4」や「6」などの前輪駆動 (FF) 方式の小型車を多数送り出した。特に「4」の大ヒットは、当時行ったアメリカ進出の失敗により苦境に陥った経営を助けることになった。他にも「カラベル」や「フロリド」などのスポーツタイプの車種にバリエーションを広げたほか、1966年のヨーロッパ・カー・オブ・ザ・イヤーを受賞した「16」や、「12」などの比較的収益性の高い中型車もヒットさせ、これらの相次ぐヒットによりヨーロッパ有数の自動車メーカーとしての地位を不動のものとした。
フランスは戦勝国となったものの、連合軍の度重なる空襲を受け各地の工場施設が破壊されていただけでなく、工場を稼動させるためのインフラの整備や資材の調達にも事欠く状況であったが、従業員の士気は高く、終戦後わずか1年しか経っていない1946年のパリサロンで、フェルナン・ピカール技師が戦時中から開発を進めていた小型車「4CV」を発表し、翌年から発売した。4CVは廉価かつ経済的であった上、当時としては優れた走行性能を備えていたことから、大衆ユーザーの広範な支持を受けた。戦後のヨーロッパにおいてベストセラーとなった他、アメリカでも多くが販売された。その結果、1961年までの間に1,105,547台が生産され、フランスで初めて100万台を超えて生産された車種になった。日本でも日野自動車が1953年から「日野ルノー」の名でライセンス生産し、その多くがタクシーとして使用されたことから、一躍日本中にルノーの名が広まった。また、ミニマムな小型車でありながらル・マン24時間レースやミッレミリアなどの国際レースでも活躍するなど、4CVは第二次世界大戦後のルノー復興の立役者となった。
第二次世界大戦中に創業者の死と生産設備の破壊という苦難に陥ったルノーは、大戦終結後の1945年に、大戦中の亡命政権・自由フランスの指導者で、新たにフランスの指導者となったシャルル・ド・ゴール将軍（後の大統領）の行政命令により国営化のうえ、「ルノー公団」（Regie Nationale des Usines Renault ）に改組され、エンジニア出身のピエール・ルフォシュー総裁の指揮のもとで戦禍により破壊された生産設備や販売網の復興を進めると同時に、戦前から行われていた新型車の開発を続行することとなる。
1939年9月1日に勃発した第二次世界大戦において、戦争への準備が殆ど整っていなかったフランスは緒戦から敗北に次ぐ敗北を重ねた。1940年6月にはドイツ国防軍がパリを占領し、まもなくフランス全土はドイツの占領下に入ってしまう。この事態を受け、ルイ・ルノーは工場と従業員を守るために、やむなくドイツの占領軍とその傀儡政権・ヴィシー政権に協力することになった。しかしその結果、ルイ・ルノーは1944年の連合国軍によるフランス解放後に対独協力者として逮捕され、同年10月、失意のうちに獄中で病死した。一説には対独協力者として憎まれ、獄中で虐待・暴行を受けた結果の死とも伝わる。なお、大戦中の1942年から1943年にかけて主力工場の1つであるビヤンクール工場がアメリカ・イギリス両軍の爆撃を受けて深刻な被害を受けたほか、戦争によるインフラストラクチャーの破壊により、生産設備や販売網が壊滅的な打撃を受けている。
P.1127のプロトタイプ1号機（機体コード：XP831）は、エンジンの地上試験のため1960年7月に引き渡され、10月にはペガサスエンジンが利用可能になった。同月中に係留飛行が、また、11月19日には自由飛行によるホバリングが実施され、その後最初の広報用写真が公表された。プロトタイプ2号機は1961年7月に通常方式での離陸を行った。両機は垂直離陸と通常飛行の狭間を徐々に埋め、1961年9月8日に転換飛行を行った。さらに4機のプロトタイプが発注された。この時期を通じてペガサスエンジンの改良が続けられ、ペガサス3は最大推力15,000lbf (67kN) を実現した。推力以外の点で当初の4機に大きな違いはないが、5号機（機体コード：XP980）では、後のハリアーに見られるものと同様に、垂直尾翼の高さを増すとともに水平尾翼には下反角が与えられた。4号機はホーカーの生産テストパイロットがP.1127に慣れるのにも用いられた。航空母艦への最初の垂直着陸は、プロトタイプ1号機が1963年に「アーク・ロイヤル」で行った。P.1127の最終機（機体コード：XP984）では主翼後縁に後退角が与えられるとともに主翼端が滑らかな形状に改められた。XP984には最終的に推力15,000lbf (67kN) のペガサス5エンジンが装備され、ケストレルのプロトタイプとして用いられた。最初の3機のP.1127はいずれも失われ、2号機と3号機は開発中の事故によるものであった。1号機は1963年にパリ航空ショーで墜落した。操縦士はいずれの場合も生還した。