Renáta Tyršová byla dcerou zakladatele Sokola, obchodníka a později generálního zástupce italské pojišťovací společnosti Jindřicha (Heinricha) Fügnera a jeho manželky Kateřiny, rozené Turecké. (Sestra Kateřiny byla sňatkem tetou bratrů Josefa a Artuše Scheinerových, z nichž ten první se později stal starostou Sokola a významným činitelem při vzniku ČSR.)

Majetkové poměry rodiny byly dobré a základní vzdělání Renátě Fügnerové poskytoval domácí učitel (do školy nechodila). Učila se dvoujazyčně (česky a německy), otec s ní hovořil německy a matka česky; později ji další učitelé vzdělávali v kreslení a hře na piano; znalost jazyků rozšířila o francouzštinu, angličtinu a ruštinu. Na přání otce jí náboženská výchova nebyla poskytnuta. Situace se změnila, když otec Renáty 15. listopadu 1865 zemřel; od jejích čtrnácti let se ujal jejího vzdělávání Fügnerův přítel a spolupracovník Miroslav Tyrš; věnoval se zejména dějinám umění. Mladá Renáta Fügnerová se postupně stávala aktivní Tyršovou spolupracovnicí v jeho vědecké práci. Stávala se pomocnicí pro přípravu přednášek a chystala podklady pro Tyršovu vědeckou činnost; zejména třídila jeho sbírky fotografií a vedla korespondenci s nakladatelstvími. Aktivně vystupovala i v Sokole, kde byla od roku 1871 zvolena cvičitelkou Tělocvičného spolku paní a dívek pražských.

V roce 1871 požádal Tyrš o její ruku. 28. srpna 1872 se Renáta Fügnerová, po nutném souhlasu poručníka a matky se sňatkem nezletilé, stala manželkou Miroslava Tyrše. Manželství zůstalo bezdětné a Renáta Tyršová se soustředila na podporu činnosti svého manžela. Spolupracovala s ním na zahraničních studijních cestách, zejména do Itálie, a postupně se vypracovala na samostatnou uznávanou autorku studií o výtvarném umění.

První samostatný kritický text, který zveřejnila v Národních listech v dvaceti letech, se věnoval obrazu Jaroslava Čermáka Raněný Černohorec. V roce 1878 zveřejnila v časopise Lumír studii o Petru Paulu Rubensovi.

Manželství trvalo 12 let; 18. srpna 1884 Miroslav Tyrš tragicky zemřel. Renáta Tyršová ovdověla v roce 1884, tedy v 30 letech. Byla jedinou dědičkou Miroslava Tyrše a věnovala se udržování jeho pozůstalosti a odkazu, navázala na jeho dílo v estetice a kritice. Současně se věnovala vlastní publikační činnosti a angažovala se v Sokole. Byla též činná v Národní radě československé i v řadě národních spolků.

Byla aktivní ve veřejném životě, např. v prosinci 1885 podpisuje, spolu s předními kulturními pracovníky a intelektuály té doby výzvu Ve prospěch českého čtení.

Již v roce 1886 vyšel její slovní doprovod k Mánesovým ilustracím k Rukopisu Kralodvorskému, další publikace následovaly (mezi nimi vzpomínky na otce Jindřicha Fügnera a manžela Miroslava Tyrše).

Aktivně se zajímala o otázku ženského vzdělávání; roce 1907 byla jmenována „inspektorkou pro české dívčí školy výrobní“.

Další oblastí zájmu Renáty Tyršové byl český a moravský folklor. Její zájem probudila výstava lidových výšivek, která se konala v roce 1886 v pražském Rudolfinu. Pro Jubilejní zemskou výstavu 1891 pomáhala připravovat expozici Česká chalupa.  Folkloru věnovala Renáta Tyršová několik svých publikací.

Spoluzaložila v roce 1917 České srdce, smyslem tohoto centra bylo pomáhat potřebným.

V roce 1931 se stala čestnou doktorkou filozofie Univerzity Karlovy. V době insigniády (1934) se postavila na stranu spisovatelů hájících české nacionalistické studenty.

Většinu života prožila v bytě, který se nacházel v budově Sokola pražského na Sokolské třídě.