Renan w zakresie historii poświęcił się badaniom judaizmu i początków chrześcijaństwa. Wykładał język hebrajski w Collège de France. Jego najbardziej znanym dziełem stało się Życie Jezusa (1863), w którym przedstawił Jezusa jako człowieka, pomijając aspekt religijny. Publikacja uzyskała wielki sukces czytelniczy, ale wywołała też skandal. Papież Pius IX nazwał autora europejskim bluźniercą, a minister edukacji, Victor Duruy, odwołał wykłady Renana.
Renan jako filozof przeszedł od pozytywizmu do sceptycyzmu. Głosił "postawę widza" i hedonizm. Religie traktował jako fenomen psychologiczny, który należy badać bez odwoływania się do czynników nadprzyrodzonych.
Był zafascynowany możliwościami nauki i bezinteresownym stosunkiem do świata, uważał że tylko dzięki nim możliwe jest przekazywanie wiedzy i doświadczeń ludzkości z pokolenia na pokolenie. Natomiast indywidualne błędy i egoizmy prowadzą do wzajemnego unicestwienia tych osiągnięć, tak jak to się dzieje pod wpływem działania sił o przeciwnych wektorach.
Jego związki z religią są złożone. Z jednej strony krytykuje ją jako system filozoficzny, z drugiej potwierdza jej znaczenie jako czynnika spajającego ludzkie społeczności. Mówi też o ryzyku zbyt pochopnego odwracania się od religii: Kiedy jestem w mieście, kpię sobie z tych, którzy idą na mszę, ale gdy jestem na wsi - przeciwnie - kpię sobie z tego, kto na nią nie idzie.
Renan po poznaniu teorii ewolucji Darwina, natychmiast został jej zwolennikiem.