Directeur de cabinet du maire de RoubaixAndré Diligent de 1983 à , il devient son premier adjoint chargé de l’urbanisme et des rapports avec la Communauté urbaine de Lille.
Élu maire de Roubaix le , il est élu en 1995 avec 37 % des voix sur la liste à majorité UDF-CDS. De 1997 à 2001, il est membre du Haut Conseil à l'intégration. Il est réélu maire de Roubaix, cette fois sous l'étiquette PS avec 38 % des voix et le début de son mandat de vice-président de Lille Métropole Communauté urbaine chargé de la politique de la ville.
Sénateur entre 2011 et 2017, René Vandierendonck est membre de la Commission des lois constitutionnelles, de législation, du suffrage universel, du Règlement et d'administration générale et de la Commission sénatoriale pour le contrôle de l'application des lois.