Lodi va fitxar pel planter de l'Athletico Paranaense el 2012. Va fer el seu debut amb el primer equip – i a la Série A – el 14 d'octubre de 2016, com a titular en una derrota per 1–0 a fora contra el Grêmio.[2]
Lodi subsegüentment va representar els sub-23 en el Campeonato Paranaense, i va marcar el seu primer gol com a sènior el 25 de març de 2018, el primer en una golejada a casa per 5–0 contra el Maringá.[3] Tres dies més tard, va estendre el seu contracte fins al març de 2021.[4]
Lodi va esdevenir titular habitual amb el nou entrenador Tiago Nunes, i va renovar el seu contracte fins al 2022 el 10 d'agost de 2018.[5]
Atlético de Madrid
El 28 de juny de 2019, l'Atlètic de Madrid va arribar a un acord amb l'Athletico Paranaense per la transferència de Lodi.[6] El tracte va ser completat el 7 de juliol de 2019 i Lodi va signar un contracte de sis anys amb el club.[7] El 24 de novembre de 2019 Lodi va marcar el seu primer gol per l'Atlètic de Madrid en un empat 1-1 amb el Granada.
El 14 de juliol de 2023, l'Olympique de Marsella va confirmar que havia arribat a un acord per adquirir Renan Lodi de l'Atlètic de Madrid, després d'haver pactat termes personals amb el lateral esquerre,[10] per una quota de transferència de 13 milions d'euros amb una clàusula de venda del 20%.[11]