René Cagnat studiert von 1873 bis 1876 an der École normale supérieure, 1880 wurde er promoviert. 1876 bis 1880 war er als Lehrer am Collège Stanislas in Paris tätig, von 1883 bis 1887 Professor für Alte Geschichte an der Universität Douai. Seit 1887 war er Professor für Epigraphik am Collège de France.
Cagnat widmete sich ab 1880 in seinen ersten wissenschaftlichen Arbeiten den Munizipalmilizen im Römischen Reich, 1882 den indirekten Steuern bei den Römern. 1886 veröffentlichte er eine Einführung in die lateinische Epigraphik, die mehrere Auflagen erlebte. Seit den 1880er-Jahren widmete Cagnat sich auch insbesondere den InschriftenNordafrikas. Auf Bitten Theodor Mommsens bearbeitete er zunächst mit Johannes Schmidt, später mit Hermann Dessau die nordafrikanischen Inschriften für das Corpus Inscriptionum Latinarum. Die französische Regierung übergab ihm in den 1890er-Jahren die Aufsicht über die nordafrikanischen Museen und die dortige epigraphische Forschung. Zwischen 1906 und 1927 hatte Cagnat maßgeblichen Anteil an der Veröffentlichung der Inscriptiones Graecae ad res Romanas pertinentes (Zusammenstellung von griechischen Inschriften mit thematischem Bezug auf das römische Reich). Seine nachhaltigste Leistung war 1888 die Begründung der Zeitschrift L’Année épigraphique, in der bislang weit verstreute publizierte neue Inschriften gesammelt veröffentlicht werden.
Mélanges Cagnat. Recueil de mémoires concernant l’épigraphie et les antiquités romaines dédié par ses anciens élèves du Collège de France à M. René Cagnat à l’occasion du 25e anniversaire de sa nomination comme professeur au Collège de France. Paris 1912 (Digitalisat, darin S. 5–15 Schriftenverzeichnis).
Alfred Merlin: Éloge funèbre de M. René Cagnat. In: Comptes rendus des séances de l’Académie des Inscriptions et Belles-Lettres 1937, S. 102–109 (Digitalisat).
René Dussaud: Notice sur la vie et les travaux de M. René Cagnat. In: Comptes rendus des séances de l’Académie des Inscriptions et Belles-Lettres 1937, S. 375–389 (Digitalisat).
Christa Kirsten (Hrsg.): Die Altertumswissenschaften an der Berliner Akademie. Wahlvorschläge zur Aufnahme von Mitgliedern von F. A. Wolf bis zu G. Rodenwaldt (= Studien zur Geschichte der Akademie der Wissenschaften der DDR Band 5). Akademie-Verlag, Berlin 1985, S. 128–129.
Dominique Bourel: René Cagnat et Theodor Mommsen. In: Un siècle d’épigraphie classique. Aspects de l’oeuvre des savants français dans les pays du bassin méditerranéen, de 1888 à nos jours. Actes du colloque du centenaire de L’Année épigraphique. Presses Universitaires de France, Paris 1992, S. 303–312.