La soprano américaine Renée Fleming naît le 14 février 1959 à Indiana, en Pennsylvanie. Ses deux parents sont professeurs de musique. Ses propres études vocales ont lieu à la Crane School of Music de l’Université d’État de New York à Potsdam. À cette époque, elle se partage entre le classique et le jazz. Elle se décide finalement pour l’art lyrique, dont elle poursuit l’apprentissage à la Eastman School of Music de Rochester. Elle étudie ensuite en Europe, notamment avec Elisabeth Schwartzkopf, puis retourne à New York à la Juilliard School of Music.

Après plusieurs récitals et autres productions étudiantes à Juilliard, son premier grand rôle lyrique professionnel a lieu au Théâtre du Land de Salzbourg en 1986, où elle chante Konstanze dans L’Enlèvement au Sérail de Mozart. En 1988, elle débute au Houston Grand Opera en Comtesse Almaviva dans Les Noces de Figaro de Mozart. L’année suivante, c’est au tour de Covent Garden de lui ouvrir ses portes en Dircé dans Médée de Cherubini. En 1990, elle débute à Seattle l’un de ses rôles fétiches, le rôle-titre de Rusalka de Dvorak. Sa familiarité avec le tchèque, langue parlée par ses grands-parents, lui offre une aisance avec le texte dont peu d’interprètes du rôle peuvent se targuer. La même année, elle fait ses débuts à l’Opéra de Paris dans les Noces de Figaro (la Comtesse Almaviva).

En 1991, l'Américaine débute au Met dans le rôle de la Comtesse Almaviva en remplacement de Felicity Lott. Cette année-là, elle chante sa première Thaïs (Massenet) à Washington. Elle prend le rôle de Desdémone dans Otello de Verdi, l’un de ses rôles les plus fameux, au Met en 1993. En 1995, elle prend un autre rôle majeur dans sa carrière : La Maréchale dans Le Chevalier à la rose à Houston. En 1996, elle fait sa seule apparition au Festival de Bayreuth ainsi que l’une de ses uniques incursions chez Wagner en Eva dans Les Maîtres Chanteurs de Nuremberg et chante Donna Anna dans Don Giovanni de Mozart dirigé par Georg Solti à la réouverture de Garnier. L’année suivante, elle donne sa première Manon (Massenet) à Bastille et chante Arabella à Houston. En 1999, elle donne le rôle-titre d’Alcina de Haendel à Garnier avec William Christie ainsi que celui de Louise de Gustave Charpentier à Toulouse.

En 2002, elle chante sur la bande-originale du Retour du Roi, le troisième volet de l’adaptation cinématographique du Seigneur des Anneaux signée Howard Shore. Elle inaugure deux grandes mises en scène de Robert Carsen à l’Opéra de Paris : celles de Rusalka d'Antonín Dvořák en 2002 et de Capriccio de Richard Strauss (la Comtesse) en 2004. Elle crée le cycle de mélodies Le Temps l’Horloge, écrit spécialement pour elle par Henri Dutilleux, au Festival Saito Kinen de 2007. Elle donne une Veuve joyeuse de Lehar au Met et à Chicago en 2015. Elle annonce toutefois en 2016 que le Chevalier à la rose, donné au Met dans une nouvelle production de Robert Carsen en 2017 est sa dernière participation à un opéra de répertoire, car elle souhaite se concentrer sur le récital et la création contemporaine. En 2018, elle chante sur la bande-originale de deux longs métrages : La Forme de l’eau de Guillermo del Toro et Three Billboards de Martin McDonagh.

Renée Fleming annonce en 2020 qu'elle reviendra sur la scène du Met en 2022 pour un nouvel opus basé sur "Les Heures" (The Hours, roman de Michael Cunningham) dans le rôle de Clarissa, avec Kelli O'Hara en Laura et Joyce DiDonato en Virginia Woolf.