De petits boulots en petits boulots, René Lefèvre devient l'assistant du réalisateur Julien Duvivier. Dans le même temps, il effectue ses premiers pas sur les planches sous la férule de Louis Jouvet au Théâtre des Champs-Elysées à Paris.
René Lefèvre laisse l'image d'un acteur spécialisé dans les personnages d'amoureux timides, rôles qu'il tient dès le début de sa carrière dans le muet, en 1925. Il reprend le rôle qu'il jouait au théâtre dans l'adaptation de Knock, ou le triomphe de la médecine de René Hervil, d'après la pièce de Jules Romains. A l'avènement du parlant, le public découvre sa voix aux accents de faubourg. En 1930, René Clair lui offre un de ses meilleurs rôles dans Le Million : il campe un brave garçon qui se fait dérober son billet de loterie gagnant. Il tourne régulièrement sans se faire remarquer, jusqu'à sa performance dans Jean de la Lune (1931) de Jean Choux où il tient le rôle éponyme. René Lefèvre enchaîne ensuite les comédies (L'Ane de Buridan, 1932, d'Alexandre Ryder ; La Fleur d'oranger, id., d'Henry Roussel), avant de s'imposer à nouveau en héros de la classe ouvrière dans Le Crime de Monsieur Lange (1935) de Jean Renoir. Avec Gueule d'amour (1937) de Jean Grémillon, il trouve un rôle à la mesure de son talent, celui de l'ami fidèle du personnage interprété par Jean Gabin. En 1939, il signe le scénario des Musiciens du ciel réalisé par Georges Lacombe. En 1941, il s'essaie à la mise en scène en réalisant Opéra-musette. Il tourne peu pendant la Seconde Guerre mondiale, à cause de ses activités de résistant. A la Libération, il n'apparaît plus que de façon épisodique à l'écran. Dans les années 1950, il étend son registre et choisit des rôles de composition, notamment dans Celui qui doit mourir (1956) de Jules Dassin. On le voit encore dans des films de Jean-Pierre Melville (Le Doulos, 1962), de Costa-Gavras (Un homme de trop, 1966) ou d'Henri Verneuil (Le Corps de mon ennemi, 1976).
En 1937, René Lefèvre anime une émission de radio, " Le Bar des vedettes ". Il reprend sa fonction d'animateur après la guerre et travaille notamment pour la RDF, puis, dans les années 1950, pour Radio Luxembourg et RMC.
Dans les années 1960, il se consacre essentiellement à la télévision. Il apparaît dans Vive la vie (1966), Café du square (1969), La Cravache d'or (id.).
Au théâtre, il joue L'Année du bac et Les Filles.
Il écrit de nombreux romans dans la veine populiste : Le Rescapé de la chimère, L'Inventeur, Le Train du Far West (récompensé par le prix Alphonse-Allais). A ces romans s'ajoute une autobiographie en deux tomes, Le Film de ma vie. En 1959, Michel Audiard adapte un de ses ouvrages, Rue des prairies, réalisé par Denys de la Patellière.
Courts métrages 1929 | Pivoine déménage = Pivoine | André Sauvage |
| 1929 | Un soir au Cocktail's Bar | Roger Lion |
| 1931 | On opère sans douleur | Jean Tarride |
| 1932 | Seul | Jean Tarride |
| 1933 | Paix chez soi (La) | André Hugon |
| 1936 | Ca n'a pas d'importance | Gaston Vidié |
| 1936 | Feu la mère de Madame | Germain Fried |
| 1936 | Pigeon (Le) | Albert Riéra |
| 1937 | Gagnant (Le) | Yves Allégret |
| 1970 | Disciples de Galien | Eddy Naka |
Longs métrages| 1941 | Opéra-musette | René Lefèvre, Claude Renoir |
| 1927 | Fleur d'amour | Marcel Vandal |
| 1928 | Eau du Nil (L') | Marcel Vandal |
| 1928 | Pas si bête | André Berthomieu |
| 1928 | Ruisseau (Le) | René Hervil |
| 1929 | Meilleure maîtresse (La) | René Hervil |
| 1939 | Musiciens du ciel (Les) | Georges Lacombe |
| 1941 | Opéra-musette | René Lefèvre, Claude Renoir |
| 1943 | Boîte aux rêves (La) | Yves Allégret |
| 1951 | Seuls au monde | René Chanas |
| 1939 | Musiciens du ciel (Les) | Georges Lacombe |
| 1959 | Rue des Prairies | Denys de La Patellière |
| 1948 | Escadron blanc (L') | René Chanas |
| 1955 | Lumière d'en face (La) | Georges Lacombe |
| 1939 | Musiciens du ciel (Les) | Georges Lacombe |
| 1940 | Parade en sept nuits | Marc Allégret |
| 1941 | Opéra-musette | René Lefèvre, Claude Renoir |
| 1943 | Boîte aux rêves (La) | Yves Allégret |
| 1947 | Carcasse et le Tord-Cou (La) | René Chanas |
| 1948 | Escadron blanc (L') | René Chanas |
| 1950 | Sous le ciel de Paris | Julien Duvivier |
| 1950 | Un sourire dans la tempête | René Chanas |
| 1951 | Seuls au monde | René Chanas |
| 1955 | Lumière d'en face (La) | Georges Lacombe |
| 1958 | Douze heures d'horloge | Géza Radványi |
| 1925 | Knock, ou le triomphe de la médecine | René Hervil |
| 1927 | Fleur d'amour | Marcel Vandal |
| 1927 | Mariage de Mademoiselle Beulemans (Le) | Julien Duvivier |
| 1927 | Sous-marin de cristal (Le) | Marcel Vandal |
| 1927 | Tourbillon de Paris (Le) | Julien Duvivier |
| 1928 | Eau du Nil (L') | Marcel Vandal |
| 1928 | Pas si bête | André Berthomieu |
| 1928 | Ruisseau (Le) | René Hervil |
| 1929 | Ces dames aux chapeaux verts | André Berthomieu |
| 1929 | Rapacité | André Berthomieu |
| 1930 | Chemin du paradis (Le) | Wilhelm Thiele, Max de Vaucorbeil |
| 1930 | Deux mondes (Les) | Ewald Andreas Dupont |
| 1930 | Million (Le) | René Clair |
| 1930 | Mon ami Victor ! | André Berthomieu |
| 1931 | Cinq gentlemen maudits (Les) | Julien Duvivier |
| 1931 | Jean de la lune | Jean Choux |
| 1931 | Monsieur, Madame et Bibi | Max Neufeld, Jean Boyer |
| 1931 | Un chien qui rapporte | Jean Choux |
| 1932 | Âne de Buridan (L') | Alexandre Ryder |
| 1932 | Fleur d'oranger (La) | Henry Roussell |
| 1932 | Sa meilleure cliente | Pierre Colombier |
| 1933 | Deux canards (Les) | Erich Schmidt |
| 1933 | Femme idéale (La) | André Berthomieu |
| 1933 | Paprika | Jean de Limur |
| 1934 | Amour en cage (L') | Jean de Limur, Carl Lamac |
| 1935 | Coup de trois (Le) | Jean de Limur |
| 1935 | Crime de Monsieur Lange (Le) | Jean Renoir |
| 1935 | Epoux scandaleux (Les) | Georges Lacombe |
| 1935 | Vogue mon coeur | Jacques Daroy |
| 1936 | Mes tantes et moi | Yvan Noé |
| 1936 | Trois... six... neuf | Raymond Rouleau |
| 1937 | Choc en retour | Georges Monca, Maurice Kéroul |
| 1937 | Gueule d'amour | Jean Grémillon |
| 1937 | Nuits de princes | Wladimir Strijewsky |
| 1938 | Feux de joie | Jacques Houssin |
| 1938 | Petite peste | Jean de Limur |
| 1938 | Piste du sud (La) | Pierre Billon |
| 1938 | Place de la Concorde | Carl Lamac |
| 1938 | Sommes-nous défendus ? | Jean Loubignac |
| 1939 | Musiciens du ciel (Les) | Georges Lacombe |
| 1941 | Opéra-musette | René Lefèvre, Claude Renoir |
| 1942 | A la Belle frégate | Albert Valentin |
| 1942 | Femme que j'ai le plus aimée (La) | Robert Vernay |
| 1943 | Arlette et l'amour | Robert Vernay |
| 1943 | Boîte aux rêves (La) | Yves Allégret |
| 1945 | Son dernier rôle | Jean Gourguet |
| 1946 | Bataillon du ciel (Le) | Alexandre Esway |
| 1948 | Escadron blanc (L') | René Chanas |
| 1948 | Point du jour (Le) | Louis Daquin |
| 1951 | Seuls au monde | René Chanas |
| 1951 | Trois femmes | André Michel |
| 1952 | Bufere Fille dangereuse | Guido Brignone |
| 1954 | Bel Ami | Louis Daquin |
| 1954 | Bel Ami | Louis Daquin |
| 1956 | Celui qui doit mourir | Jules Dassin |
| 1957 | C'est la faute d'Adam | Jacqueline Audry |
| 1957 | Garçonne (La) | Jacqueline Audry |
| 1957 | Gorille vous salue bien (Le) | Bernard Borderie |
| 1957 | Liberté surveillée | Henri Aisner, Vladimir Voltchek |
| 1957 | Sois belle et tais-toi | Marc Allégret |
| 1959 | Secret du chevalier d'Eon (Le) | Jacqueline Audry |
| 1961 | Comme un poisson dans l'eau | André Michel |
| 1961 | Une blonde comme ça | Jean Jabely |
| 1962 | Doulos (Le) | Jean-Pierre Melville |
| 1963 | Foire aux cancres (La) | Louis Daquin |
| 1963 | Un gosse de la butte = Rue des Cascades | Maurice Delbez |
| 1965 | Angélique et le roy | Bernard Borderie |
| 1966 | Un homme de trop | Costa-Gavras |
| 1976 | Corps de mon ennemi (Le) | Henri Verneuil |
| 1977 | Un oursin dans la poche | Pascal Thomas |