Этнический татарин. Окончил Новосибирский государственный университет (1965). В 1965—1993 работал в Институте химической кинетики и горения СО РАН в Новосибирске (в 1983—1993 зам. директора). С 1993 по настоящее время директор Международного томографического центра СО РАН (Новосибирск).
Член-корреспондент РАН с 1987 года, академик РАН с 1997 года по Отделению общей и технической химии, член Президиума РАН и Бюро Президиума СО РАН.
Брат Ренада Сагдеева — Роальд Сагдеев — известный физик.
Важнейшие научные работы Рената Сагдеева относятся к области спектроскопии ЯМР и спиновой химии, исследований элементарного акта химических реакций.
Изучил влияние электронных и ядерных спинов на протекание радикальных химических реакций.
В 1975—1980 годах совместно с А. Л. Бучаченко, Ю. Н. Молиным и другими учеными установил влияние магнитных полей на протекание химических процессов, открыл магнитный изотопный эффект (1975). Предложил метод радиочастотного зонда и метод стимулированной поляризации ядер для изучения короткоживущих радикалов и радикальных пар в химических реакциях.