Francesco Renga inizia a cantare con i Modus Vivendi nel 1984. L’anno successivo entra a far parte dei Timoria diventando la voce del gruppo. Nel 1990 pubblica con loro Colori che esplodono. Nel 1991 vincono il Premio della Critica al Festival di Sanremo per L’uomo che ride e pubblicano il secondo album, Ritmo e dolore. Nel 1992 esce Storie per vivere. Nel 1993 pubblicano l’album Viaggio senza vento. Passano tre anni e il gruppo pubblica 2020 SpeedBall. Nel 1997, dopo l’uscita di Eta Beta Francesco inizia a litigare con Omar Pedrini e nel 1998 lascia il gruppo (che intanto pubblica la raccolta Senzatempo dove lui è per l’ultima volta la voce della band).
Nel 2000 il cantante pubblica il suo primo album da solista, Francesco Renga, anticipato dal singolo Affogo Baby. Passa solo un anno e Francesco partecipa al Festival di Sanremo 2001 nella sezione Giovani vincendo il Premio della Critica per Raccontami… Nel 2002 pubblica l’album in studio Tracce e torna al Festival, questa volta tra i Big con Tracce di te. Nel 2004 esce il terzo album di inediti, Camere con vista, che contiene i singoli Ci sarai, Meravigliosa la Luna e Angelo con la quale nel 2005 vince il Festival di Sanremo. Nel 2007 pubblica il quarto album, Ferro e Cartone, che contiene Cambio direzione.
Nel 2009 torna ancora una volta a Sanremo, questa volta con Uomo senza età e pubblica l’album di cover Orchestraevoce. Nel 2010 torna a calcare il palco dell’Ariston con La voce del silenzio in occasione dei festeggiamenti dei sessanta anni della manifestazione canora. L’anno stesso pubblica l’album Un giorno bellissimo, anticipato dall’omonimo singolo. Nel 2011 duetta a Sanremo con i Modà e Emma sulle note di Arriverà. Nel 2012 torna ancora al Festival, questa volta in gara con La tua bellezza, inclusa nel nuovo album Fermoimmagine. Nel 2014 arriva quarto a Sanremo con Vivendo adesso (presentata insieme alla canzone A un isolato da te) e pubblica il sesto album in studio, Tempo Reale che contiene anche Il mio giorno più bello del mondo. Nel 2015 escono altre due tracce dell’album, L’amore altrove, incisa con Alessandra Amoroso, e Era una vita che ti stavo aspettando.
Il 2016 si apre con il singolo Guardami amore, contenuto nel settimo album, Scriverò il tuo nome. Successivamente escono anche Il bene, Scriverò il tuo nome e Migliore. Nel 2017 presenta Nuova luce, singolo che fa parte dell’album dal vivo Scriverò il tuo nome live. Lo stesso anno il cantante fa un tour insieme a Nek e Max Pezzali con i quali incide Duri da battere e con i quali partecipa nel 2018 al Festival come super ospite cantando con Claudio Baglioni Strada Facendo. Nel 2019 torna in gara a Sanremo con Aspetto che torni, canzone che fa parte dell’album L’altra metà.
Nel 2021 partecipa al Festival con il brano Quando trovo te.